水泵水轮机飞逸工况下尾水管涡带演化研究

水泵水轮机飞逸工况下尾水管涡带演化研究

论文摘要

为研究水泵水轮机在飞逸工况下不同导叶开度时的水力不稳定性,以某抽水蓄能电站水泵水轮机为研究对象,基于Realizable k-ε湍流模型的非定常数值计算方法,对水泵水轮机七种不同导叶开度下的流动进行全流道计算。结合监测蜗壳进口、无叶区、转轮与顶盖之间以及尾水管处的压力脉动,研究了水泵水轮机在不同导叶开度下尾水管涡带的形态,及其对尾水管压力脉动的影响。结果表明:飞逸工况下,尾水管涡带与开导叶度关系密切;小开度下,涡带较明显且涡带形态不断撕裂重构并伴有局部回流;随开度增大,尾水管涡带的形态逐渐由紊乱无规则变为明显锥状,且随着开度的进一步增大涡带形状演变为粗壮螺旋涡带。大开度下,涡带近壁面旋向侧速度较大是导致直锥段壁面湍动能较大等能量损失的主要原因;尾水管涡带不断向下游输运,是造成水泵水轮机尾水管巨大压力脉动的关键因素。

论文目录

  • 1 模型建立
  •   1.1 物理模型
  •   1.2监测点位置选择
  • 2 数值计算
  •   2.1 网格划分
  •   2.2 网格无关性验证
  •   2.3 湍流模型与边界条件
  •   2.4 步长设置
  • 3 模型验证
  • 4 计算结果及分析
  •   4.1 导叶开度对涡带形态及流场的影响
  •     4.1.1不同导叶开度下尾水管内涡带形态变化
  •     4.1.2涡带压力等值面上速度分布
  •     4.1.3尾水管扩散段内回流
  •     4.1.4尾水管涡带对壁面湍动能的影响
  •   4.2 尾水管压力脉动
  • 5 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 李琪飞,赵超本,龙世灿,权辉

    关键词: 水泵水轮机,飞逸工况,导叶开度,尾水管涡带,数值模拟

    来源: 振动与冲击 2019年04期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 水利水电工程

    单位: 兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃省流体机械及系统重点实验室

    基金: 国家自然科学基金(51566009)

    分类号: TV734.1

    DOI: 10.13465/j.cnki.jvs.2019.04.033

    页码: 222-228

    总页数: 7

    文件大小: 2191K

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