密封間隙對混流式水輪機(jī)穩(wěn)定性影響的數(shù)值模擬.pdf

1、針對我國某電站混流式水輪機(jī)因密封間隙引起的機(jī)組振動問題，采用計算流體動力學(xué)軟件CFX，基于N-S方程和RNGκ-ε湍流模型,將含密封間隙的原型水輪機(jī)進(jìn)行了全流道的定常、非定常數(shù)值計算，主要成果包括以下幾部分：
　　通過對原型水輪機(jī)定常流動計算，發(fā)現(xiàn)密封間隙的泄漏量和機(jī)組軸向水推力在同一出力工況下與密封間隙值有關(guān)，間隙值越大，泄漏量和機(jī)組軸向水推力越大。在同一間隙值下，密封間隙的泄漏量和機(jī)組軸向水推力隨出力的增加而增大，其增大的幅度

2、與密封間隙值密切相關(guān)。
　　分析了密封間隙值對水輪機(jī)穩(wěn)定流場的影響。密封間隙對轉(zhuǎn)輪前流場有明顯的擾動作用，這種擾動作用受密封間隙值和位置的影響。越小的間隙值擾動作用越強(qiáng)烈，越靠近間隙進(jìn)、口擾動效果越明顯。密封間隙對尾水管的影響主要在靠近尾水管進(jìn)口邊壁區(qū)，隨著密封間隙值的加大，尾水管進(jìn)口邊壁附近的壓力分布得以改善。對比了不同密封間隙值的流場分布，得出密封間隙進(jìn)口軸向平均壓力變化與間隙值有關(guān)，小間隙值時平均壓力軸向梯度大，流場不穩(wěn)定。

3、密封間隙壓力腔內(nèi)壓力分布沿徑向成梯級減小趨勢，這種趨勢仍然與密封間隙值有關(guān)。
　　對原型水輪機(jī)幾個典型工況進(jìn)行了非定常計算。探討了密封間隙值對機(jī)組壓力脈動的影響。在密封間隙內(nèi)得到了與現(xiàn)場試驗測得機(jī)組振動主頻接近的壓力脈動頻率，證明原型水輪機(jī)的振動是由密封間隙內(nèi)的壓力脈動引起的，并對機(jī)組振動的解決方案進(jìn)行了驗證。將所計算結(jié)果與現(xiàn)場實驗對比后得出：轉(zhuǎn)輪密封間隙值與機(jī)組匹配存在著穩(wěn)定區(qū)和非穩(wěn)定區(qū)的概念。
　　所以在機(jī)組設(shè)計時需要對