Проектирование и исследование гидродинамических свойств рабочего колеса радиально-осевой гидротурбины двойного регулирования

摘要

На основе известного комплекса программ численного решения прямой трехмерной гидродинамической задачи для лопастных систем турбомашин методом граничных интегральных уравнений реализован опыт проектно-исследовательской разработки - сокращенно машинный эксперимент (МЭ) - по созданию проточной части и изучению интегральных показателей и функций поля в рабочем колесе (РК) новой радиально-осевой гидротурбины (ГТ) двойного регулирования (РОДРГТ) с частично поворотными лопастями. Проектирование и расчеты проведены для параметров достаточно широко применяемых радиально-осевых гидротурбин (РОГТ) традиционного исполнения типа РО115, предназначенных для установки на средненапорных ГЭС (с напорами Н = 65-115 м). Представлены варианты проектных решений, установлены значения контролируемых показателей, приведены эпюры распределения скоростей, давлений и напряжений трения на поворотных и жестко закрепленных лопастях РК РОДРГТ при различных нагрузках. Аналогичные расчетные данные представлены для спроектированного РК жестколопастной РОГТ, принятой в качестве ГТ сравнения, близкой по геометрическим показателям к ГТ типа РО115/810. Показано, что для всех изученных режимов работы сравниваемых ГТ в диапазоне 75- 130% оптимальной мощности РК РОДРГТ при практически равноценных с РК РОГТ антикавитационных качествах прогнозно превосходит его по энергетическому показателю и потенциально характеризуется повышенными виброакустическими свойствами.