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运行水头对超低水头两叶片贯流式水轮机空化性能的影响研究
文献摘要：
空化通常伴随着振动、噪声、材料损坏,不仅侵蚀流道,还会引起流道堵塞和剧烈的压力振动.对空化位置的准确识别可以有助于预防空蚀破坏,确保机组安全稳定运行.文中建立了超低水头两叶片贯流式水轮机组全流道模型,采用Rayleigh-Plesset模型和SST湍流模型对最小水头、额定水头、极限高水头工况进行了水-水蒸气两相流定常数值模拟计算,探究了不同水头下的空化特性曲线,叶片表面压力分布,扰流区水力损失,以及叶片表面空化位置分布情况.得到的主要结论如下:机组在额定水头和最小水头工况下几乎不会产生空蚀破坏,但在4.25～4.3m水头段内运行极易遭受空蚀破坏.受离心力和叶片形状的影响,空化最容易发生的部位是叶片吸力面靠近轮毂处,当转轮室内发生空化后,主流流态明显变差,流动分离、二次流、漩涡等不良流态都在扰流区域出现,增加了水力损失.在空化系数较小时(2≤σ≤3.5),附着在叶片吸力面的空化形态主要为片状空化及其尾部的类云状空化,类云状空泡的破裂溃灭会对叶片表面造成损伤.该研究能够为两叶片转轮的设计制造、空蚀防护、运行范围选取提供一定的理论参考.
文献关键词：
两叶片灯泡贯流式水轮机;空化特性曲线;二次流损失;托马系数;水—水蒸气两相流;Rayleigh-Plesset模型
中图分类号：
作者姓名：
孙洁;葛新峰;蔡建国;张辉;武恩全;姜梅;祝双桔;韩洋;赵雷;郑源
作者机构：
河海大学,江苏省 南京市 210098;重庆航运建设发展有限公司,重庆市 北部新区 500000
文献出处：
引用格式：
[1]孙洁;葛新峰;蔡建国;张辉;武恩全;姜梅;祝双桔;韩洋;赵雷;郑源-.运行水头对超低水头两叶片贯流式水轮机空化性能的影响研究)[J].中国电机工程学报,2022(10):3701-3710,中插17
A类：
压力振动,空化特性曲线,两叶片转轮,两叶片灯泡贯流式水轮机,托马系数
B类：
低水头,空化性能,流道,准确识别,防空,空蚀破坏,机组安全,安全稳定运行,水轮机组,Rayleigh,Plesset,SST,湍流模型,小水,额定水头,限高,高水头,水蒸气,两相流,定常,数值模拟计算,表面压力,压力分布,水力损失,位置分布,3m,离心力,叶片形状,吸力面,轮毂,转轮室,流流,流态,流动分离,漩涡,尾部,云状空泡,溃灭,设计制造,二次流损失
AB值：
0.238571
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