贯流式水轮机固液两相数值模拟

作     者：徐顶娥 杨春霞 蔡建国 韩洋 葛新峰 XU Ding′e;YANG Chunxia;CAI Jianguo;HAN Yang;GE Xinfeng

作者机构：河海大学能源与电气学院江苏南京210098 重庆航运建设发展(集团)有限公司重庆400013 

出 版 物：《排灌机械工程学报》 (Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering)

年 卷 期：2021年第39卷第9期

页      面：910-916页

核心收录：

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0815[工学-水利工程] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51709086) 

主　　题：贯流式水轮机 泥沙直径 磨损 固液两相 数值模拟 

摘      要：为了研究不同泥沙直径对贯流式水轮机全流道磨损情况,基于雷诺时均N-S方程,采用欧拉-拉格朗日法并结合多面体网格技术、Realizable k-εTwo-layer湍流模型对贯流式水轮机全流道进行三维非定常固液两相流数值模拟.结果表明:同一泥沙浓度下随着泥沙直径的增大,进水管道上端面磨损较小而下端面磨损较大,当泥沙直径为0.20 mm时下端面最大磨损率达到0.000795 kg/(m^(2)·s);活动导叶和尾水管磨损区域随着泥沙直径的增大逐渐减小,当泥沙直径为0.01 mm时活动导叶最大磨损率为0.004600 kg/(m^(2)·s),主要磨损区域为导叶吸力面,尾水管最大磨损率为0.000540 kg/(m^(2)·s);转轮最大磨损率随着泥沙直径的增大逐渐变小,当泥沙直径为0.01 mm时,转轮最大磨损率为0.062200 kg/(m^(2)·s),主要磨损区域为叶片出水边和靠近轮毂处.机组在运行过程中,磨损最严重的部件是转轮,当泥沙直径为0.05 mm时,转轮体整体磨损率达到了5.750000 kg/(m^(2)·s),应避免转轮长时间在小直径泥沙下运行,导致磨损加剧.