基于流体体积模型的叶轮宽径比对水车性能的影响

摘要：

为了研究一种环保、简易的微水头发电水车装置,建立了水车在河流中的三维模型,采用流体体积(VOF)模型,压力-速度耦合选择PISO格式进行求解,对不同叶轮宽径比的水车进行非定常流动分析.结果表明:叶轮宽径比为3.93的胸射式水车效率区最为宽广,最优效率最高.叶轮宽径比增大使得流道的阻塞效应增强,上、下游水位差增大,出现明显涡流现象.不同宽径比的水车叶轮叶片转矩呈现同一周期性变化规律,当水车处在枯水期运行时,叶片运动过程中浸入水中的两叶片间会出现回流现象,使得转矩有小范围的极值出现.未浸入水中的两叶片间压力随叶轮宽径比增大而增大.5种叶轮宽径比的水车叶片均在叶尖处正面压力达到最大,且叶轮宽径比为3.93的水车浸水叶片正、背面压力差最大,提高了叶片的做功能力.该结果对胸射式水车的叶轮结构设计与性能分析能够起到指导作用.

关键词：水车性能、叶轮宽径比、流体体积模型、微水头发电、明渠无压流动

所属期刊栏目：40

分类号：S277.9;TK737(农田水利)

资助基金：国家重点研发计划2019YFE0105200

在线出版日期：2023-01-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1227-1232,1240