文档名：通气工况下混流式水轮机尾水管压力脉动特性分析
当水轮机运行在部分负荷工况时,尾水管中常出现强烈的涡带,严重时产生巨大的压力脉动,引发机组振动与噪声.本文主要采用数值模拟方法,通过分析不同通气情况下混流式水轮机内部非定常多相流动,探究水轮机尾水管中的漩涡运动特性,进而分析通气空化抑制水轮机水压脉动的机理和方法.为了提高计算精度,采用了基于密度修正的滤波器模型(FBDCM),并引入一种新的多相流模拟方法以反映通气空化过程中表面张力对流动的影响.经与实验比较,采用新的数值模拟方法预测的压力脉动频率与幅值更接近试验值,计算精度高于已有常规方法的数值精度,该方法可以更准确地再现水轮机尾水管内涡带的非定常运动特性.研究结果表明,在部分负荷通气工况下尾水管内存在两种性质不同的压力脉动:湍振(surge)引起的脉动成分,其频率略大于非通气工况下的涡带频率;空化湍振(cavitationsurge)引起的脉动成分,其频率较涡带频率更低.该成分在尾水管肘部的脉动幅值明显大于其它位置.随着通气量增大,尾水管内压力分布趋于均匀化,涡带强度减弱、湍振脉动降低.当通气量达到4％时,水压脉动得到有效抑制.但通气不能改善空化湍振引起的压力脉动.
作者：罗先武 于安 季斌
作者单位：清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京100084武汉大学动力与机械学院,武汉430072
母体文献：第十四届全国水动力学学术会议暨第二十八届全国水动力学研讨会论文集
会议名称：第十四届全国水动力学学术会议暨第二十八届全国水动力学研讨会
会议时间：2017年8月8日
会议地点：长春
主办单位：中国力学学会,中国造船工程学会
语种：chi
分类号：O3TV7
关键词：混流式水轮机 尾水管 压力脉动特性 通气工况
在线出版日期：2020年7月21日
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