抽水蓄能电站泵工况全过流系统流场数值模拟

摘要

为了更加全面分析抽蓄电站泵工况流场特征,建立包括引水隧洞、调压井、高压管道、水泵水轮机组与尾水隧洞的全过流系统几何模型。采用考虑重力作用的控制方程结合k-ωSST模型对其不同单机抽水工况进行3维湍流数值模拟,与模型试验换算结果进行对比,计算并分析了各个过流部件的水力损失。结果表明:考虑重力作用的数值模拟得到的流场分布状态更贴近实际,额定工况效率误差为0.9%,扬程误差为1.0%,其它工况效率和扬程的最大误差分别小于3.5%和3.0%。抽蓄电站水力损失主要发生在机组段,而输水系统水力损失相对较小,平均约占总水力损失的10.4%。导叶开度相同时,不同工况机组段水力损失的诱发因素不同,小流量工况水力损失主要因为转轮进口流态紊乱,出口流场不均匀;而活动导叶开度较小,流速过大是大流量工况水力损失主要成因。