新型高效低水头竖井贯流式潮汐机组流道优化设计

摘要

拟开发研制出一种新型高效低水头大流量竖井贯流式潮汐机组,在水头为2-3米时具有较大的出力.利用数值模拟软件对雷诺时均N-S方程进行离散,采用S-A单方程模型和SIMPLEC算法对设计工况下的水轮机全流道进行三维数值模拟,获得了各过流部件的流动细节.分别对不同竖井尺寸,以及竖井末端有无横向、纵向支撑方案下的基本流态进行了分析和对比,分析不同方案对潮汐机组性能的影响,并探讨了水力损失的原因.计算结果表明,优化设计后的流道,正向水力发电效率较高达到88.4％,流量较大,出力较大为174.63kW.在流道中,流线平顺,没有产生局部漩涡等不良流态,水力损失小.