水力透平叶片进口角及包角对其水力性能的影响

摘要

以3台水力透平为研究对象，在透平轮基本尺寸参数（高压边直径，低压边直径，叶片进口宽度，出口安放角及叶片数）和设计转速相同的情况下，按不同的叶片进口角及包角为研究对象设计了3种不同叶型，采用FLUENT进行数值模拟。试验结果显示，在最优工况点，叶型1透平轮流道内旋涡区域较小，相对速度和静压分布比叶型2和3透平轮均匀，叶型3分布最差。叶型1水力透平的最高效率比叶型2、3分别高出约1%、2%。3种叶型水力透平的可回收水头和效率在流量小于设计流量时有H2>H3>H1，η1>η2>η3;大于设计流量时有H2>H1>H3，η3>η2>η1。研究表明：在透平轮其它基本尺寸不变的情况下，存在最优的叶片进口角及包角组合。透平轮靠近叶片进口处工作面附近有轴向旋涡存在。相同流量下叶型3透平轮可回收水头低。流量大于设计流量时，包角越大透平轮效率下降越明显。