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灯泡贯流式水轮机轮缘间隙流动的数值模拟

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西安理工大学学报 J un l f i nUnv ri f eh oo y 2 O )Vo. 3No 3 o ra o’ ies yo c n 1 ( O7 X a t T g 1 . 2

文章编号:10—7 0 2 0 )30 4—5 0 64 1 (0 7 0~2 60

灯泡贯流式水轮机轮缘间隙流动的数值模拟 赵道利,梁武科,万天虎,马薇,吴广宽,廖伟丽 (安理工大学水利水电学院,西陕西西安 70 4 ) 1 0 8

摘要:通过对灯泡贯流式水轮机在不同工况、同轮缘间隙的泄漏流动进行数值模拟,到了不同不得

协联工况下轮缘间隙泄漏流动和叶片表面的压力及流线的分布规律。分析了不同轮缘间隙值下的 泄漏流动对主流和水轮机效率的影响,而为灯泡贯流式水轮机的水力设计和轮缘间隙的合理确从 定提供了理论依据。

关键词:流式水轮机;值模拟;轮缘间隙;泄漏流动贯数

中图分类号: K7 0 2 T 3 .

文献标识码:A

Nu e i a i u a in f r Cl a a c o o h l b l r Tu b n m r e lS m l to o e r n e Fl w ft e Bu b Tu u a r i e ZH AO o l,LI Da—i ANG u— W ke,W AN a h Tin— u,M A e,W U a— W i Gu ng kua n,LI A0 e—i W il ( c ly o a e s u c sa d Hy r u i P we,’ n Un v r i fTe h o o y Xi a 1 0 8 C i a Fa u t f W t r Re o r e n d a l o r Xi a i e st o c n l g,’ n 7 0 4, h n ) c y

Absr c: The fa ge ce r n e la g l w nd t e pr s ur a e s r a e a e la h t e ta t l n l a a c e ka e fo a h e s e ofv n u f c s w l s t e s r -

a i it i to a n t e c s fe e a i mlne d s rbu i n l ws i h a e ofdif r nt c m ndu t i lop r to on to r t i d s ra e a i n c dii ns a e ob ane v a t me ia

i i he nu rc lsmulto fl a a l w fe e tfa ge ce r nc soft l ub a ur a i n o e k gefo ofdif r n l n la a e he bu b t ul rt— bi de he d fe e t c nd ton n s ra ne un rt if r n o ii s ofi du t ilope a i . Alo,t f e to e ka e fo u e r ton s he e f c fl a g l w nd r t ume ia a u s o if r n l ng l a a c s u n t e ma n t e m nd t b ne e fc e y i he n rc lv l e f d fe e t fa e c e r n e po h i s r a a ur i fi inc S a ay e n l z d,whe e het o e ia a i spr v d d f yd a i e i n a ina e e mi a i r by t he r tc lb s si o i e orh r ulcd sgn a d r to ld t r n ton o l n l a a c ft ul ub a ur n . ffa ge ce r n e o he b b t ul rt bi e Ke r s:t l ub a ur i y wo d he bu b t ul rt b ne;nu e ia i m rc ls multo a i n;fa e c e r nc l ng la a e;la g l w e ka e fo

在转桨式水轮机中,由于转轮轮缘间隙的存在 而产生间隙泄漏流动。泄漏流与端壁横流相互干

1控制方程及边界条件 1 1控制方程 .

扰,引起转轮效率下降并破坏了水轮机工作的稳定 性,同时,缘间隙泄漏流动也是轮缘空化破坏的主轮要原因[。因此, 1]对水轮机轮缘间隙作用下的间隙

在稳定工况下,为水轮机内部流流动为三维认 不可压缩定常流动,描述流动的控制方程式如下: 质量方程: ( 一。 () 1

泄漏流动进行数值分析具有重要意义。 由于水轮机内部流动是高雷诺数的湍流流动, 特别是轮缘间隙流动,泄漏涡与主流相互作用导致 内部流态非常复杂,过试验分析水轮机内部流动通状态与流动规律较为困难。

动量守恒

:

本文采用 C D分析软件 C X对某模型灯泡贯 F F 流式水轮机在不同工况、同轮缘间隙下进行数值不模拟,图揭示贯流式水轮机轮缘间隙泄漏流动对试

去(一 s ( )一z d+ 2 j 3+r PO o ) 要对以上两个方程进行求解,须引人湍流模必

型封闭方程。由于水轮机内部湍流流动是一种高雷诺数的流动,湍流运动充分发展,因此,选用标准可肛£湍流模型。控制方程的表达式为:

主流乃至水轮机效率的影响,以期为贯流式水轮机的水力设计提供理论依据。 收稿日期:2 0 - 4 2 070—5

基金项目:国家自然科学基金项目资助 (0 7 0 4。 5 3 9 4 )

作者简介:赵道利 ( 93 )男,西安康人,士,师,究方向为流体机械流动分析与优化设计、电机组状态监测与 17一,陕硕讲研水故障诊断等。E mal z adoi 1 6 cm。 - i h oa l 2 .o :@

灯泡贯流式水轮机轮缘间隙流动的数值模拟

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