热能动力工程

作者：李正贵，何扶兵，潘诗洋

单位：西华大学流体及动力机械教育部重点实验室，四川 成都 610039,,西华大学流体及动力机械教育部重点实验室，四川 成都 610039,,西华大学流体及动力机械教育部重点实验室，四川 成都 610039,

关键词：贯流式水轮机;偏工况;叶顶间隙;数值模拟;内部流场

基金：国家自然科学基金项目（面上52079118)；四川省（境）外高端人才引进项目(SYZ202073)

为研究偏工况下贯流式水轮机叶顶间隙内部流动特征，以某水电站实际运行的水轮机为研究对象，基于SST k-ω湍流模型，研究水轮机在流量为308.538 m3/s，间隙值为10 mm时叶顶间隙内部流场的压力和速度矢量分布以及叶顶间隙内的轴向速度和湍动能分布特性。研究结果表明：在工况3条件下，间隙为10 mm时，在叶片工作面和背面之间大压差的作用下，各个截面均出现了不同程度的流动分离和旋涡运动。从进水边到出水边，湍流强度逐渐降低，叶顶间隙中部受湍流影响较大，沿水流流动方向，各个截面轴向速度分布情况相似，在径向系数r*为0.995~0.997之间时，轴向速度从工作面到背面速度绝对值逐渐增大；在径向系数r*为0.997~1范围内，速度绝对值逐渐降低；在径向系数r*为0.997附近出现了流动分离现象，导致流动状态恶化，湍流能量损失增加，水轮机稳定性下降。

来源：2021年第6期

《热能动力工程》期刊编辑部

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