水泵水轮机增负荷过程尾水管内流场分析

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1、2015年1月第33卷第1期Jan．2015Vol．33No．1doi:10．3969/j．issn．1674－8530．14．0131水泵水轮机增负荷过程尾水管内流场分析11112李仁年，蒋雷，李琪飞，韩伟，刘保福(1．兰州理工大学能源与动力工程学院，甘肃兰州730050;2．青海黄河上游水电开发有限责任公司工程建设分公司，青海西宁810008)李仁年摘要:为了研究水泵水轮机增负荷过程中尾水管内的瞬态流动特性，基于Fluent动网格模型对模型水泵水轮机增负荷过程进行了全流道数值模拟．根据模拟结果，重点分析了尾水管内流场结构的演变过程．结果表明:负荷增加过程中，尾水管内锥管段至肘管段末端的压力

2、变化规律基本相似．静压值的突增和剧烈波动过程仅发生在开度变化的初始阶段(0～0.9s)．当0.9s以后，波动平均值不超过9.76kPa，静压基本保持稳定;此外，发现开度较小时尾水管内存在明显的涡带和回流涡结构，容易导致机组运行的不稳定;随着开度的增大，尾水管内流态逐渐平稳，说明流量的增大会使得尾水管内流动更加流畅．关键词:水泵水轮机;尾水管;瞬态流动;增负荷;动网格;数值模拟中图分类号:S277.9;TK734文献标志码:A文章编号:1674－8530(2015)01－0049－06李仁年，蒋雷，李琪飞，等．水泵水轮机增负荷过程尾水管内流场分析［J］．排灌机械工程学报，2015，33(1):4

3、9－54．LiＲennian，JiangLei，LiQifei，etal．Analysisofflowfieldindrafttubeofpump－turbineduringloadincreasingperiod［J］．Jour-nalofDrainageandIrrigationMachineryEngineering(JDIME)，2015，33(1):49－54．(inChinese)Analysisofflowfieldindrafttubeofpump－turbineduringloadincreasingperiod11112LiＲennian，JiangLei，LiQifei，

4、HanWei，LiuBaofu(1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou，Gansu730050，China;2．QinghaiEnginee-ringConstructionBranchOffice，YellowＲiverUpstreamHydropowerDevelopmentCo．Ltd．，Xining，Qinghai810008，China)Abstract:Tostudytheinternaltransientflowcharacteristicsofthedrafttubein

5、apump－turbinedu-ringitsloadincreasingperiod，theunsteadyfluidflowinthepump－turbineissimulatedbasedonthedynamicmeshmethodinFluent．Accordingtothesimulatedresults，thetransientevolutionofflowstructureinthedrafttubeisanalyzedextensively．Theresultsshowthattherelationshipsofpressurewithtimearebasicallysimil

6、arintheconeandelbowduringtheperiod．Asuddenincreaseandre-markedfluctuationinstaticpressurejustoccursatthefirstperiodoftime(0－0．9s)duringthewi-cketgateopeningstartingtochange．After0．9s，theaveragedfluctuationinthestaticpressureisnotbeyond9．76kPa，showingthestaticpressureremainsconstantroughly．Besides，an

7、otablevortexropeandareverseflowstructureexistinthedrafttubeinsmallerwicketgateopenings，whichcaneasilyleadtotheinstabilityinoperationofthepump－turbine．Withtheincreasingwicketgateopening，theflowinthedra