大型混流式水轮机高负荷工况能量特性数值模拟OA

为揭示大型混流式水轮机高负荷工况下效率下降的原因,对旋涡诱导能量损失的机理进行了数值模拟研究:采用平均动能理论量化各过流部件内的水力损失,并基于刚性涡量理论识别转轮和尾水管内复杂涡结构。模拟结果表明:当超过额定流量后,转轮和尾水管是产生水力损失的主要区域,其水力损失最大占比分别达到30%和75%;转轮叶片进水边流动分离诱导的脱流涡与叶根马蹄涡合并,引发强剪切流动,导致进水边附近能量损失显著增加;尾水管柱状涡带涡核附近的低速流动与涡带外围高速主流之间的速度梯度显著增强了湍动能耗散;转轮内脱流涡与尾水管柱状涡带是高负荷工况下的主要损失源,其强度随流量增大而增强,是机组效率下降的主要原。