水轮机过流部件出水边夹角对卡门涡频率的影响

摘要

利用数值模拟方法,模拟具有相同出水边厚度、不同出水边夹角的一组水轮机过流部件下游侧的卡门涡现象,研究出水边夹角对卡门涡频率的影响,结果表明,随着出水边夹角的增加,卡门涡频率逐渐降低;当出水边夹角增加到30°时,卡门涡频率模拟值大约降低到圆柱绕流卡门涡频率理论公式计算值的1/3。通过对数值模拟结果和理论公式计算值进行对比分析以及数据处理,获得斯特劳哈尔数与过流部件出水边夹角的关系曲线和近似的直线拟合公式。以某水轮机固定导叶出水边卡门涡振动测试数据为基础,对比验证水轮机过流部件卡门涡数值模拟方法的准确性,以及获得的斯特劳哈尔数取值计算公式的准确性。研究结果对合理设计水轮机过流部件出水边形状、避免发生卡门涡共振问题具有较高的指导意义和参考价值。