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水泵水轮机泵工况压力脉动和转轮受力特性

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为研究水泵水轮机在泵工况下的内部流态变化对压力脉动和转轮叶片受力的影响,采用SAS-SST湍流模型对某一模型水泵水轮机的多个非设计工况进行非定常数值模拟,分析了水轮机内部流态对导叶与转轮之间无叶区、尾水管内的压力脉动和转轮叶片径向受力的影响.结果 表明:在流量为40％ ～ 80％设计流量时,导叶区内产生旋转失速,转失速涡团初生于固定导叶进口,并随着流量的降低向活动导叶进口发展,且覆盖区域逐渐增大.旋转失速使压力和过流沿周向不均匀分布,导致压力脉动和转轮径向受力波动大幅上升.在40％设计流量时,失速涡团发展最为充分,无叶区压力脉动和转轮受力波动的低频分量幅值最高.旋转失速产生的低频脉动可向尾水管传播,形成的低频压力脉动幅值约为无叶区低频脉动幅值的10％.当流量低于40％设计流量时,导叶区旋转失速消失,复杂的涡结构形成的压力脉动低频成分没有周期性.此外,转轮进口的流动分离使尾水管内产生复杂的回流涡结构,导致尾水管内形成频谱丰富的压力脉动;流量降低使转轮进口回流涡结构的湍动能增加,导致尾水管内压力脉动幅值大幅上升.小流量工况下,转轮进口的涡结构演变是转轮径向力波动的主要影响因素.
Pressure pulsation and runner mechanical property during pumping mode ofpump-turbine

肖琼、张春泽、夏林生、刁伟

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武汉职业技术学院机电工程学院,湖北武汉430073

重庆交通大学西南水运工程科学研究所,重庆400016

武汉大学水资源与水电科学国家重点实验室,湖北武汉 430072

水泵水轮机 水泵工况 压力脉动 旋转失速 转轮受力 回流涡结构

国家自然科学基金面上项目重庆市基础与前沿研究计划项目重庆市基础与前沿研究计划项目重庆市教委科学技术研究项目重庆市教委科学技术研究项目

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2020

水利水电技术(中英文)
水利部发展研究中心

水利水电技术(中英文)

CSTPCD北大核心
影响因子：0.456
ISSN：1000-0860
年,卷(期)：2020.51(7)
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