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不同步导叶对混流式水轮机压力脉动的影响分析
  • ISSN号:1003-1243
  • 期刊名称:《水力发电学报》
  • 时间:0
  • 分类:TV136.1[水利工程—水力学及河流动力学]
  • 作者机构:[1]武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉430072
  • 相关基金:国家自然科学基金(50609020); 湖北省自然科学基金青年杰出人才项目(2006ABB040)
中文摘要:

采用Realizable k-ε模型,对混流式模型水轮机三维全流道非定常湍流进行模拟,在实验验证的基础上,对不同步导叶(MGV)作用下的压力脉动进行了分析。选择部分负荷工况,分别研究MGV在5种不同开度下水轮机各过流部件的压力脉动特征。计算和实验结果表明:MGV不改变尾水涡带的旋转频率,随着MGV开度的变化,尾水管内主频和非主频的变化规律不同,甚至可能相反;转轮内的脉动主频为转轮转频与尾水涡带的旋转频率之差,其幅值变化规律与尾水管内脉动主频相同;MGV使转轮上出现了新的压力脉动频率,其值为转频与MGV数量的乘积,不同步导叶的开度偏离同步导叶开度越大,该频率的振动越强;在MGV作用下,各点主频脉动变化规律与采用同步导叶调节反映的规律是相似的,使用MGV装置可以在保证机组出力的条件下避开有害的压力脉动区。

英文摘要:

In this paper,a simulation of the three-dismensional unsteady turbulent flow in the whole passage of a model Francis turbine by adopting a realizable k-ε turbulence model is presented.The model is verified by using experimental results,and pressure pulsation of the model turbine with misaligned guide vanes(MGV) device is calculated.Two MGV with five different MGV opening angles are chosen to analyze the influence of MGV on pressure pulsation in the spiral case,guide vanes,blades and draft tube.The computational and experimental results show that the rotational frequency of the vortex rope does not vary with MGV opening,while the amplitudes of differernt frequencies vary with MGV opening differently.The dominating frequency in the runner is the difference between the runner frequency and the rotational frequency of the vortex rope.A new frequency equal to the product of runner frequency and the number of MGVs appears in the runner,and the amplitude of this new pressure pulsation increases with the difference between the MGV opening and the other guide vanes opening.The MGV changes the peak-to-peak amplitude in the same way as the guide vanes without MGV,therefore,MGV can be adopted to ensure the stability of turbine with little changes of output.

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期刊信息
  • 《水力发电学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国水力发电工程学会
  • 主编:李庆斌
  • 地址:北京清华大学新水利馆211室
  • 邮编:100084
  • 邮箱:
  • 电话:010-62783813
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-1243
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2241/TV
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 优秀学术期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:12057