為了研究帶分流葉片水泵水輪機(jī)在小開度運行下各工況的內(nèi)流特點及受力特點,以國內(nèi)某帶分流葉片水泵水輪機(jī)抽水蓄能電站的水力模型為分析對象,運用CFD數(shù)值模擬方法,采用SST k-ω計算模型,對其7.5°開度下的水輪機(jī)工況、制動工況和反水泵工況的內(nèi)流特性進(jìn)行了非定常數(shù)值模擬計算,分析了各工況下機(jī)組內(nèi)部典型監(jiān)測點的壓力脈動特性及軸向力分布規(guī)律.結(jié)果表明:CFD數(shù)值計算能較好地模擬分析帶分流葉片水泵水輪機(jī)的內(nèi)流特性;在制動工況和反水泵工況下,轉(zhuǎn)輪流道內(nèi)出現(xiàn)明顯的不穩(wěn)定流動,二次流和渦結(jié)構(gòu)充滿整個轉(zhuǎn)輪,進(jìn)而引起水流擁堵,分流葉片可以使轉(zhuǎn)輪的出水速度更加均勻;機(jī)組甩負(fù)荷運行進(jìn)入制動工況后,轉(zhuǎn)輪所受軸向力明顯變大,并伴有負(fù)值出現(xiàn),波動幅度也較大;分流葉片的存在可以預(yù)防轉(zhuǎn)輪區(qū)出現(xiàn)負(fù)壓,有助于降低渦結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度. 

【文章來源】：排灌機(jī)械工程學(xué)報. 2020,38(12)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

三維水體模型和網(wǎng)格劃分

式(1)和式(2)是單位轉(zhuǎn)速n11和單位流量Q11的關(guān)系，以此繪制S特性曲線．圖2為模型試驗和數(shù)值模擬的S特性曲線圖，能明顯看出曲線的S特性．表2為誤差分析，由表可知，模擬得出的Q11-n11特性曲線中，n11平均誤差η較小，誤差在3%以內(nèi)，Q11平均誤差較大，誤差在10%左右，與模型試驗的結(jié)果曲線呈相似的變化趨勢．選取S特性曲線上變化處的點T1,T3和T4進(jìn)行具體分析，點T1處在水輪機(jī)工況，點T3處在制動工況，點T4處在反水泵工況．

為研究小開度下帶分流葉片水泵水輪機(jī)內(nèi)各過流部件的壓力脈動特點，取其導(dǎo)葉開度7.5°的水輪機(jī)工況、制動工況和反水泵工況進(jìn)行非定常數(shù)值模擬計算．沿水流流動方向依次在水泵水輪機(jī)各內(nèi)流部件設(shè)置6個監(jiān)測點，即點A,B,C,D,E,F，分別位于蝸殼進(jìn)口處，蝸殼轉(zhuǎn)彎處，固定導(dǎo)葉、活動導(dǎo)葉間的無葉區(qū)，導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪間的無葉區(qū)，尾水管直錐管處，尾水管彎管段，如圖3所示．壓力脈動的基頻為轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)頻fn，轉(zhuǎn)輪每旋轉(zhuǎn)4°作為計算時間步長，共計算10個周期，取最后1個周期結(jié)果進(jìn)行分析．計算過程中監(jiān)測各監(jiān)測點壓力脈動數(shù)據(jù)，最后再將各點壓力脈動數(shù)據(jù)編入軸向力計算公式，監(jiān)測軸向力．2 計算結(jié)果分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3129231