水泵水轮机飞逸工况下尾水管涡带演化研究

摘要

为研究水泵水轮机在飞工逸工况下不同导叶开度时的水力不稳定性,以某抽水蓄能电站水泵水轮机为研究对象,基于k-ωSST湍流模型的非定常数值计算方法,对水泵水轮机七种不同导叶开度下的流动进行全流道计算.结合监测蜗壳进口、无叶区、转轮与顶盖之间以及尾水管处的压力脉动,研究了水泵水轮机在不同导叶开度下尾水管涡带的形态,及其对尾水管压力脉动的影响.结果表明:飞逸工况下,开度不同,涡带形状差别较大,小开度下,涡带较明显且涡带形态不断撕裂重构并伴有局部回流;随开度增大,尾水管涡带的形态逐渐由紊乱无规则变为明显锥状,且随着开度的进一步增大涡带形状演变为粗壮螺旋涡带.大开度下,涡带近壁面旋向侧速度较大是导致直锥段壁面湍动能较大等能量损失的主要原因;尾水管涡带不断向下游输运,是造成水泵水轮机内巨大压力脉动的关键因素.