【摘要】：為研究水泵水輪機在水輪機制動工況運行時導葉區(qū)域產生異常紊動的內流機理,在完成S區(qū)特性試驗的基礎上,基于SST k-ω湍流模型及SIMPLEC算法,對活動導葉小開度制動工況進行非定常數(shù)值計算,并與試驗數(shù)據(jù)進行對比驗證,對此工況下水泵水輪機導葉區(qū)域流場結構和壓力脈動規(guī)律進行了全面分析.研究結果表明:固定導葉與活動導葉后均存在不同程度的尾跡結構,活動導葉后渦系結構的演變和能量轉化是誘發(fā)導葉區(qū)流動不穩(wěn)定的主要原因之一;活動導葉進口的復雜流動也增加了沖擊損失,對導葉振動造成一定影響;對活動導葉區(qū)的壓力脈動監(jiān)測進一步佐證了導葉區(qū)流動的不穩(wěn)定性;通過對時域特性和頻域特性的分析發(fā)現(xiàn)其相對幅值達到了水輪機及水泵正常運行工況的3倍以上,其主頻為葉頻,幅值較大且屬中頻成分,可能引發(fā)共振效應.研究結果可為水泵水輪機設計優(yōu)化提供指導意義.
[Abstract]:In order to study the internal flow mechanism of abnormal turbulence in the guide vane region of a pump turbine under braking condition, the unsteady value of the small opening braking condition of the guide vane was calculated based on the S ST k-_turbulence model and SIMPLEC algorithm on the basis of the S zone characteristic test, and the results were compared with the experimental data. The flow field structure and pressure fluctuation in the guide vane region of a pump turbine are analyzed comprehensively. The results show that the wake structure exists in different degrees after the fixed guide vane and the movable guide vane. The complex flow also increases the impact loss, which has a certain impact on the guide vane vibration; the pressure fluctuation monitoring in the guide vane region further confirms the instability of the flow in the guide vane region; through the analysis of the time-domain and frequency-domain characteristics, it is found that the relative amplitude is more than three times of the normal operating conditions of the turbine and pump, and the main frequency is the blade. Frequency, amplitude and medium frequency components may cause resonance effect. The results can provide guidance for design optimization of pump turbine.
【作者單位】： 蘭州理工大學能源與動力工程學院;甘肅省流體機械及系統(tǒng)重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51566009)
【分類號】：TK730.1

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本文編號：2187295