葉片幾何參數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，由于其內部流動具有雙向流動的特點，因而在選擇水泵水輪機轉輪參數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，對水泵水輪機轉輪性能進行預估分析;得到葉片參數包角對雙向流動性能的影響;以及導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。非定常計算結果表明:雙列葉柵區(qū)域和轉輪區(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葉區(qū)域脈動頻率以2倍葉倍頻為主，活動導葉以1倍葉倍頻為主。對于轉輪與導葉間的無葉區(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，分析葉片參數包角對水泵水輪機整體流動性能的影響。在保證轉輪進出口邊

3、直徑不變條件下，通過改變高、低壓邊周向位置來調整葉片包角。并對改型后所得的一系列葉片分別進行數值模擬，得到包角改變后機組整體性能及流動特性的影響。
　　最后，應用大渦模擬法分別對單個活動導葉、雙列葉柵及雙列葉柵加轉輪進行分析，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葉數值模擬結果表明，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，結果表明其壓力脈動