导叶开度对水泵水轮机泵工况导叶区流场影响的试验研究

发布时间：2021-08-12 15:58

　　针对活动导叶开度对水泵水轮机泵工况导叶区流场和模型性能的影响,在高精度模型通用试验台上对一低比转速模型水泵水轮机导叶区的流场运用粒子图像测速（PIV）系统进行了测量。测量结果显示,同一开度下随着流量减小,无叶区内的流速出现增大的趋势;同一流量随着开度的减小,导叶前流速明显增大,模型效率下降。模型试验在转轮无空化条件下进行,但在8 mm开度83%最优流量工况,由于流速高、冲角大,造成位于高压侧的导叶头部发生了明显的绕流空化现象,并引起了固定导叶流道宽频带的压力脉动。研究成果可为水泵水轮机的优化设计和安全稳定运行提供试验依据。 

【文章来源】：水利水电技术. 2020,51(01)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

PIV测量装置及测量区域位置

为了定量分析导叶开度对导叶区流场的影响,在测量区域选取特定分析对象,然后对各对象在不同开度下的流速等参数进行统计分析,分析对象位置如图2所示。图中转轮旋转方向为从右向左,沿转轮旋转方向将图中导叶分别标为导叶1和导叶2。P1点接近转轮出口,导叶2前黑色短线为来流冲角考察线L,以该线上平均水流角和流速计算导叶2前的来流冲角和流速。各工况下PIV流场测量结果为图中左右黑色粗线之间被激光片光照亮的区域。2 结果及分析

式中,Q为模型试验中试验流量;ω为转轮转速;E为模型进出口断面之间的水力比能。选取不同流量工况对三个开度进行流场测量。对各工况测量流场中分析对象上流动参数在5 s内的500次测量结果求均值,结果如图4所示。从图4(a)中可以看出,在同开度下随着流量的减小,接近转轮出口的P1点的流速出现增加的趋势,根据水泵基本方程,转轮出口环量增大扬程提高。而图4(b)中导叶前流速则有减小的趋势。在三个开度之间比较,开度越小导叶前流速越大,导叶前来流的负冲角也越大,如图4(c)所示。

【参考文献】：
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本文编号：3338622