文档介绍：
含沙水工况下轴流式水轮机空化特性研究#
卢金玲,廖伟丽,郑小波,李媛*
(西安理工大学水利水电学院,西安,710048)
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摘要:我国大部分河流的含沙量较高,运行在这些河流上的水轮机因转轮极易受到泥沙磨损
与空蚀的联合作用,产生非常严重的磨蚀,从而大幅度降低了水轮机的水力性能,且在很大
程度上威胁着水轮机安全稳定性。为研究含沙工况下水轮机的空化性能,本文对轴流转桨式
水轮机在清水和水沙两相情况下的内部流动进行了数值模拟,并分析了这两种不同工况下水
轮机的空化性能。首先采用双流体模型揭示了不同粒径、不同浓度下,转轮叶片上压力、速
度和沙粒浓度的分布规律;采用颗粒轨道模型计算阐明了不同工况不同粒径下,转轮叶片的
磨损部位及程度。为研究空化与磨损的联合作用,采用完整空化模型和混合均匀三相流模型
对水轮机清水工况及含沙水流下的流动进行了数值模拟,获得了不同工况点下转轮叶片可能
发生空化的部位、空化强弱程度以及效率的变化情况。研究结果表明:含沙水流的空化比清
水空化程度严重,而且随着含沙浓度,沙粒粒径的增加,转轮叶片的空化性能变差,效率随
着含沙浓度的增加直线下降。
关键词:水轮机; 磨蚀; 空化
中图分类号:0357
Research on Kaplan Turbine Cavitation performance under
Sediment Flow condition
Lu Jinling, Liao Weili, Zheng Xiaobo, Li Yuan
(Institute of Water Resource and Hydro-electric Engineering, Xi’an University of Technology,
Xi’an, 710048)
Abstract: Most of the rivers in our country contain a lot of sand. When the sediment flow passes
through the turbines running in these rivers, it can cause abrasion and erosion on the surfaces of turbine
components. The performance of hydro turbine may be deeply scended, and the stability and security
of the turbine was threatened to great extent. To investigate the cavitation characteristic of Kaplan
turbine under sediment flow condition, In this paper, numerical simulation of cavitation characteristic
in pure water and solid-liquid two-phase flow in Kaplan turbine was performed. First