尾水管深度对轴流定桨式水轮机性能的影响

摘要：

尾水管深度对水轮机的效率及稳定性都有重要影响.为解决某电站水轮机效率及出力不足的问题,采用数值模拟的方法,分析了尾水管深度变化对水轮机性能的影响.通过几个不同尾水管加深方案的比较分析,得出尾水管深度在一定范围内增加能有效提高尾水管回能系数,降低扩散损失.但由于沿程摩擦损失会随深度增加而增大,因而综合考虑损失、效率及经济性因素,最终选定尾水管深度为3.0D1的尾水管深度方案.同时,为保证水轮机的运行稳定性,也比较了该方案对流场稳定性的影响,分析了湍动能及脉动的变化.结果表明尾水管与转轮内流场存在相互作用,直锥段加高后不但会降低直锥段出口的湍动能,也会减轻转轮出口的湍动能.即尾水管内流动的改善也会降低转轮出口附近流场的紊乱程度,显著降低了转轮所受到的径向力及压力脉动峰峰值,提升了转轮内流场的稳定性.此外尾水管深度改变方案对转轮空化性能的影响不大,转轮叶片背面的最低压力范围基本没有变化.

关键词：轴流定桨式水轮机、尾水管深度、回能系数、损失分析、数值模拟

所属期刊栏目：47

分类号：TK730.3+14;TK733+.6(水能、水力机械)

资助基金：国家自然科学基金重点项目51439002和中国博士后基金项目2015M571046

在线出版日期：2016-07-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：45-50