混流式水輪機全流道內部流動特性數值分析.pdf

1、混流式水輪機適用水頭范圍廣，結構簡單，運行可靠，應用最為廣泛。水輪機轉輪是水輪機的一個核心部件，水輪機轉輪內的流動狀態(tài)好壞直接影響整個機器的能量空蝕特性和機組的穩(wěn)定性，因此轉輪的設計尤其重要。借助CFD數值分析的方法對轉輪內流動狀態(tài)及其在不同工況下的運行性能進行分析，是轉輪優(yōu)化設計的一個重要手段，目前國內外大型水電機組開發(fā)都是借助這一手段來進行新轉輪的開發(fā)和優(yōu)化的。
　　 本文對某水電站的原型混流式水輪機建立的水輪機全流道幾何模

2、型。借助三維建模軟件UGNX，針對混流式水輪機轉輪實體建模中待解決的葉片木模圖數據轉換問題，采用在CAD中進行網格劃分定點的方法，將各個木模截面的數據以.dat格式導入到UGNX軟件中，在UGNX中采用三次樣條曲面法對水輪機葉片進行再造，為水輪機的流動性能分析做準備。并將UGNX建好的水輪機轉輪模型導入gambit軟件中，采用非結構化混合四面體網格對過流部件進行網格劃分。使用FLUENT軟件，對A696混流式水輪機轉輪內部穩(wěn)定場進行了數

3、值模擬。具體分析了轉輪葉片在不同運行工況下的很多外部特性，如過流量、效率等能量特性；還從葉片正背面的壓力分布預見了轉輪的空化性能等，為轉輪性能預測提供了更多、更重要的參考價值。另外，隨著水輪機效率的提高，水力機組運行的穩(wěn)定性和振動問題越來越引起人們的重視。而且水輪機內部過流部件的流體流動實際是非常復雜的三維非穩(wěn)定粘性流體運動，所以僅僅從水輪機內部穩(wěn)定流場計算還不足以預測水力機組的穩(wěn)定性問題，因此對水輪機內部非穩(wěn)定流場的模擬計算成為必要。