水泵水轮机无叶区内部流场及压力脉动分析

摘要

对于高水头混流式水泵水轮机而言,其运行过程中的机组不稳定性主要源于机械内部的水力振动,而无叶区压力脉动作为其水力振动的主要原因,在一定情况下会引起机械的疲劳失效。本文通过数值模拟与模型试验相结合的方法对水泵水轮机模型在水轮机运行工况下无叶区内部流场和压力脉动进行了研究,通过数值模拟对无叶区内部流场不稳定性和活动导叶与转轮之间无叶区压力脉动的幅频特性,以及其随负荷变化的规律进行了分析,同时利用模型试验,通过粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)测试技术对无叶区内部流场进行了详细的研究分析,重点关注了水泵水轮机无叶区流场中旋涡结构的发生机理、发展规律以及其对无叶区压力脉动的重要影响。