波状前缘叶轮对轴流式水力机械水力性能的影响

摘要

为了探索波状前缘叶轮对轴流式水力机械水力特性的影响规律,结合了仿生翼型,以轴流式喷水推进泵为研究对象,采用了结构化网格、SST-SAS湍流模型并设计了5个不同参数的波状前缘叶轮,计算了轴流式水力机械内部流动特性,分析了波状前缘对轴流式水力机械水力性能的影响,重点研究了大流量下的影响规律及原因。结果表明,在小流量下,波状前缘叶轮喷水推进泵的能量损失增加,水力性能有所下降。在大流量下,波状前缘叶轮能够明显提高轴流式水力机械的水力性能,主要原因是波状前缘对流动有控制作用,抑制了大流量下叶轮内部不稳定流动,减少了由不稳定流动引起的能量损失,从而改善了轴流式水力机械的水力性能。研究结果同样发现不同波数和振幅配置的波状前缘改善作用不同,在当前5组参数中,4/s和0.12C的波状前缘叶轮提升的水力性能最优。