基于DPM模型的水轮机导叶端面磨损分析

摘要

为了研究水轮机导叶端面固液两相间隙流动的流动规律以及导叶端面间隙上下表面的磨损情况,本文采用RNG k-ε湍流模型和DPM(连续-离散相模型)相结合的数值模拟方法,对导叶端面间隙流动进行三维定常数值计算.研究在不同进口速度、颗粒直径和颗粒体积分数工况时导叶端面间隙上下表面的磨损情况,对比分析间隙上下表面的磨损率云图和平均磨损率值.数值模拟所得到的结论如下:随着进口速度和颗粒体积分数的增大,模型上下表面平均磨损率增大,磨损主要集中在轴前、台阶下游再附点位置以及间隙流出口.随着颗粒直径的增加,由于惯性力作用,模型上下表面平均磨损率减少,在颗粒直径很小(D=0.02mm)时,磨损情况较其他粒径相比较大.