水泵水轮机尾水管涡带对机组稳定性特性影响研究

王正伟; 田茂刚; 宋希杰; 陈显龙; 雷家旺

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水泵水轮机尾水管涡带对机组稳定性特性影响研究

水轮机及水泵 | 更新时间：2025-12-04

- 水泵水轮机尾水管涡带对机组稳定性特性影响研究
- 水泵水轮机尾水管涡带对机组稳定性特性影响研究
- 大电机技术 2025年第2期页码：105-112
- 作者机构：
  
  1. 清华大学能源与动力工程系
  2. 河南新华五岳抽水蓄能发电有限公司
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  河南五岳抽水蓄能电站机组振动性能及轴系多场耦合性能评估项目(XHWY-A-2023-DL-KY01);国家自然科学基金项目(52306042)
- DOI：
  中图分类号： V734.1
- 纸质出版：2025
- 稿件说明：
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王正伟, 田茂刚, 宋希杰, 等. 水泵水轮机尾水管涡带对机组稳定性特性影响研究[J]. 大电机技术, 2025,(2):105-112.

王正伟, 田茂刚, 宋希杰, et al. 水泵水轮机尾水管涡带对机组稳定性特性影响研究[J]. 2025, (2): 105-112.
王正伟, 田茂刚, 宋希杰, 等. 水泵水轮机尾水管涡带对机组稳定性特性影响研究[J]. 大电机技术, 2025,(2):105-112. DOI：

王正伟, 田茂刚, 宋希杰, et al. 水泵水轮机尾水管涡带对机组稳定性特性影响研究[J]. 2025, (2): 105-112. DOI：

摘要

尾水管涡带是造成水泵水轮机水力振动的重要因素之一。为研究水泵水轮机尾水管涡带对机组稳定性的影响，本文以五岳抽水蓄能电站为依托，基于SST k-ω湍流模型，针对水泵水轮机三种不同运行工况进行数值模拟。重点比较了不同开度下水泵水轮机尾水管涡带对机组稳定性特性影响。结果表明：水泵水轮机在偏离最优工况下运行时，在直锥管中心位置出现了大范围的低压区，尾水管内部产生清晰可见的涡带。由于涡带产生，会在尾水管直锥段形成同心圆柱形状的高湍动能区。随着导叶开度的增大，尾水管涡带在不断增大，在大开度下，转轮压力脉动低频脉动的影响逐渐减弱，受高频脉动影响大，转轮和尾水管压力脉动波动幅度较大。涡带产生的压力脉动逆向传递到水泵水轮机的转轮内，导致转轮叶片上的应力分布不均匀，在叶片根部出现较大的应力集中区域。随着导叶开度的增加，转轮中的应力集中区域呈现不断扩大的趋势，应力大小也在不断增加。因此，此水泵水轮机可在20°开度下长期运行，应避开在30°下运行。

Abstract

关键词

Keywords

references

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