混流式水轮机叶道涡工况下转轮叶片表面空化研究

作     者：岳林林 段然 何严希 刘颉 许颜贺 袁晓辉 YUE Lin-lin;DUAN Ran;HE Yan-xi;LIU Jie;XU Yan-he;YUAN Xiao-hui

作者机构：华中科技大学土木与水利工程学院湖北武汉430074 

出 版 物：《水电能源科学》 (Water Resources and Power)

年 卷 期：2022年第40卷第5期

页      面：164-168页

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家重点研发计划课题资助(2021YFC3200305) 中央高校基本科研业务费专项资金资助(2019kfyXJJS137) 

主　　题：混流式水轮机 转轮叶片 叶道涡 空化现象 水头 功率 

摘      要：为研究混流式水轮机叶道涡工况下叶片表面空化现象,选取了6个典型工况开展机组全流道仿真模拟。首先分析了转轮域流线分布、不同叶高处的速度分布,表明叶道涡工况下转轮叶道内水流连续稳定的速度分布被破坏;通过叶片表面压力分布和空泡体积分布,发现叶道涡将加剧叶片压力面的压力梯度变化,导致叶片近出水边区域压力面和吸力面的压力差加大,造成叶片压力面出水边与泄水锥连接处发生空化现象;最后选取叶道内水体的体均湍动能、湍动能总量和湍动能最大值作为叶道涡密度、广度和强度特征,探究了水头和功率变化对叶道涡产生的影响,结果表明功率变化对叶道涡密度和广度方面的影响大于水头,而水头影响作用更多地体现在叶道涡强度变化上,且随着叶道涡密度、广度和强度增大,叶片表面空化面积将进一步扩大。