超低水头竖井贯流式水轮机转轮数值模拟优化

摘要：

结合江苏苏北某电站,研究开发了一种设计水头为2 m左右的超低水头竖井贯流式水轮机.基于Navier-Stokes方程,采用SIMPLEC算法对该竖井贯流式水轮机全流道三维定常不可压湍流流场进行了数值模拟,分析了超低水头转轮叶片翼形、直径及安放角对水轮机性能的影响.分析了多个方案的水力性能,选出了最佳的水轮机转轮.结果表明:在满足电站设计要求的情况下,翼型优化后,转轮直径为1.75 m、叶片安放角为23°时的水轮机,在效率、水力损失等方面都表现出最佳的性能:该超低水头竖井贯流式水轮机在导叶开度为65°,设计水头为2.1m时,数值模拟出的流量为10.05 m3/s,效率最高为87.6％.以GD-WS-35水轮机模型试验研究该水轮机的能量性能,在设计工况下,对数值模拟效率最高的水轮机方案试验的结果:模型装置的流量为0.398 m3/s,效率为83.34％；按原模型转换规律转换为原型装置数据,则流量为9.96 m3/s,效率为85.14％；数值模拟效率比模型试验效率的结果略高,误差范围为±3％.

关键词：竖井贯流式水轮机、超低水头、转轮、优化、数值模拟

所属期刊栏目：31

分类号：S277.9(农田水利)

资助基金：国家海洋局海洋可再生能源专项资金资助项目GHME2011CX02

在线出版日期：2013-08-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：225-229