混流式水轮机尾水管螺旋涡带的近似解析模型及验证

摘要：

昆流式水轮机在偏离设计工况特别是在部分负荷下运行时,转轮出口的旋流会在尾水管中产生螺旋状涡带,该涡带引起的压力脉动是引起水轮机水力不稳定的最主要原因.采用全流道非定常三维流场数值模拟来计算尾水管流场不仅对计算资源性能要求很高和耗时,而且很难在设计阶段快速计算出尾水管涡带诱导的流场,不利于在较宽运行工况范围预评估水力稳定性.本文在螺旋涡管诱导流场理论的基础上探索建立在部分负荷运行下尾水管中螺旋涡带的近似解析模型.采用该模型可以快速近似地计算出尾水管的流速,与国外相关的试验结果对比,验证了该模型的正确性.可以进一步研究将该模型用于混流式水轮机设计过程中的优化流道设计,以减轻尾水管涡带的影响和扩大运行工况范围.

关键词：涡带、尾水管、混流式水轮机、流场计算

所属期刊栏目：34

分类号：TK730.2(水能、水力机械)

资助基金：国家自然科学基金项目51379179

在线出版日期：2015-11-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：24-33