径流式液力透平尾涡流动机理分析

作     者：王晓晖 杨浩 苗森春 张兴杰 蒋虎忠 张凯 WANG Xiaohui;YANG Hao;MIAO Senchun;ZHANG Xingjie;JIANG Huzhong;ZHANG Kai

作者机构：兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730050 兰州理工大学土木工程博士后流动站兰州730050 新乡航空工业(集团)有限公司博士后科研工作站河南新乡453049 

出 版 物：《水力发电学报》 (Journal of Hydroelectric Engineering)

年 卷 期：2023年第42卷第6期

页      面：65-72页

核心收录：

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

基　　金：甘肃省杰出青年基金项目(20JR10RA203) 中国博士后科学基金(2022M712676) 甘肃省优秀研究生“创新之星”项目(2022CXZX-443)。 

主　　题：液力透平 旋涡 Q准则 内流场 水力损失 

摘      要：液力透平叶轮出口处存在大尺度螺旋形尾涡,对机器的效率和运行稳定性有影响。为分析液力透平尾涡流动机理,利用Q准则识别提取尾涡结构,并对其速度场进行分析。研究发现:尾涡旋向与叶轮相反,其涡核半径约为叶轮出口半径的1/3,且在涡核中心发现了逆流区。根据叶轮出口处尾涡切向速度沿半径分布规律,可将尾涡流动分为涡核心区和涡衰减区,涡核心区内,切向速度沿半径急剧增加,在涡核半径处达到最大,在涡衰减区缓慢下降,在管壁处其值约为峰值的一半。沿着流动方向,尾涡切向速度分布逐渐平缓,且其峰值所在位置逐渐向管壁处移动。涡核心区内以切向速度动能损失为主,是引起液力透平水力损失的原因之一。