葉片幾何參數(shù)對水泵水輪機水力性能的影響研究.pdf

1、目前，可逆式混流水泵水輪機向高水頭、大型化方向發(fā)展趨勢。然而，由于其內(nèi)部流動具有雙向流動的特點，因而在選擇水泵水輪機轉(zhuǎn)輪參數(shù)過程中需要同時考慮水泵工況和水輪機工況的流動特性，使水泵水輪機能夠在兩種運行方式下均具有良好的機械性能、水力性能。為此本文以CFD軟件為基礎(chǔ)，對水泵水輪機轉(zhuǎn)輪性能進行預(yù)估分析;得到葉片參數(shù)包角對雙向流動性能的影響;以及導(dǎo)葉尾部卡門渦列的頻譜特性。
　　首先，分別對水輪機工況和水泵工況進行定常與非定常全流道計算

2、分析。定常計算表明:水輪機工況水力損失主要分布在轉(zhuǎn)輪和尾水管;水泵工況水力損失主要分布在蝸殼和雙列葉柵區(qū)域。非定常計算結(jié)果表明:雙列葉柵區(qū)域和轉(zhuǎn)輪區(qū)域壓力脈動明顯，水泵工況時脈動頻率以1倍的葉倍頻為主;水輪機工況時固定導(dǎo)葉區(qū)域脈動頻率以2倍葉倍頻為主，活動導(dǎo)葉以1倍葉倍頻為主。對于轉(zhuǎn)輪與導(dǎo)葉間的無葉區(qū)域，水泵工況和水輪機工況脈動頻率均接近2.2倍葉倍頻。
　　其次，分析葉片參數(shù)包角對水泵水輪機整體流動性能的影響。在保證轉(zhuǎn)輪進出口邊

3、直徑不變條件下，通過改變高、低壓邊周向位置來調(diào)整葉片包角。并對改型后所得的一系列葉片分別進行數(shù)值模擬，得到包角改變后機組整體性能及流動特性的影響。
　　最后，應(yīng)用大渦模擬法分別對單個活動導(dǎo)葉、雙列葉柵及雙列葉柵加轉(zhuǎn)輪進行分析，主要分析翼型尾部區(qū)域的卡門渦列。對不同來流沖角的單個活動導(dǎo)葉數(shù)值模擬結(jié)果表明，沖角改變時，翼型尾部壓力脈動幅值發(fā)生改變，翼型尾部卡門渦頻率不變。對不同工況下雙列葉柵尾部測點壓力脈動進行分析，結(jié)果表明其壓力脈動