灯泡式水轮机飞逸过渡过程三维CFD模拟

摘要

水轮机飞逸时会发生一系列由惯性附加力引起的不稳定现象,影响机组安全性,应深入研究.灯泡贯流式水轮机流道较短,纵横尺寸在同一量级,流动三维特性明显,用一维方法描述其过渡过程的误差很大,采用三维方法势在必行.本文对灯泡式水轮机飞逸过程进行全流道三维CFD模拟,得到了压力脉动、转速、力矩、轴向水推力等过渡过程参数及机组内部流态的演变规律.结果显示,重力场产生的竖向压力梯度分布使转轮承受交变水流作用力,使尾水管流动结构复杂化.飞逸过程中,由于转速上升,叶片水流撞击、脱流和尾水管涡带均明显增强,导致剧烈的压力脉动.