巨型混流式水轮机小流量工况下高保真数值模拟

易万爽; 薛炳; 宋晶辉; 徐波; 王文全; 杜娟

欢迎来到能源电力期刊网！

English Version 读者登录期刊登录

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

巨型混流式水轮机小流量工况下高保真数值模拟

机电与金属结构 | 更新时间：2025-12-10

- 巨型混流式水轮机小流量工况下高保真数值模拟
- 巨型混流式水轮机小流量工况下高保真数值模拟
- 水力发电 2025年51卷第4期页码：69-74
- 作者机构：
  
  1. 中国长江电力股份有限公司
  2. 湖北省智慧水电技术创新中心
  3. 四川大学山区河流保护与治理全国重点实验室
  4. 四川大学水利水电学院
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  长江电力股份有限公司资助项目(Z152302017)
- DOI：
  中图分类号： K733.1
- 纸质出版：2025
- 稿件说明：
移动端阅览
易万爽, 薛炳, 宋晶辉, 等. 巨型混流式水轮机小流量工况下高保真数值模拟[J]. 水力发电, 2025,51(4):69-74.

易万爽, 薛炳, 宋晶辉, et al. 巨型混流式水轮机小流量工况下高保真数值模拟[J]. 2025, 51(4): 69-74.
易万爽, 薛炳, 宋晶辉, 等. 巨型混流式水轮机小流量工况下高保真数值模拟[J]. 水力发电, 2025,51(4):69-74. DOI：

易万爽, 薛炳, 宋晶辉, et al. 巨型混流式水轮机小流量工况下高保真数值模拟[J]. 2025, 51(4): 69-74. DOI：

摘要

由于水电机组参与电网深度调峰，常规混流式水轮机在小流量工况下运行的概率急剧增加，小流量工况下的流动特性值得深入研究。通过DES湍流模型对某巨型混流式水轮机进行全流道三维精细化数值模拟，分析了机组在4种小流量工况下的内部流态、叶道涡、尾水涡带及压力脉动的演化特性。结果表明，随着负荷增加，叶道涡的尺度呈降低趋势，在500 MW的工况，管状叶道涡基本消失。在小流量运行时，尾水管直锥段近壁面附近形成明显的环向贴壁涡绳，在向下游进动过程中，随着速度逐渐降低，不断分裂成小尺度的涡绳，并向尾水管中心扩散，但至500 MW时，边壁环向涡绳基本消失，尾水管中心处形成较为稳定的螺旋进动涡带，造成压力脉动幅值的增加。受尾水涡带和动静干涉的影响，转轮与导叶间无叶区可以监测到0.2倍频、0.5倍频、15倍频和30倍转频的压力脉动。小流量工况下尾水管内高幅值压力脉动频率集中在0.2～0.5倍频，且总体上呈现较宽压力脉动频带(达到5倍转频范围)

并随功率增加，频带范围呈现逐渐收缩的趋势。

Abstract

关键词

Keywords

references

刘斌,杨启瑞,蒋涛,郑源,张玉全,郭绘娟,任慎明,李城易.水泵水轮机尾水管压力脉动特性及涡带特性分析[J].中国农村水利水电,2024(07).

王浩博,周大庆,郭俊勋.基于PIMPLE算法的低负荷水泵水轮机内部流态研究[J].人民长江,2023(11).

谢益芹,邓安军,董先勇,秦蕾蕾,张帮稳.金沙江下游流域水沙格局变化研究[J].水利学报,2023(11).

周玉国,王浩博,董钟明,李秘,王彦龙,邹双喜,邹顺,周大庆,于安,郭俊勋.巨型混流式水轮机尾水管涡带CFD研究[J].水力发电学报,2023(12).

张俊涛,程春田,于申,程楚伦,张政,杨钰琪.水电支撑新型电力系统灵活性研究进展、挑战与展望[J].中国电机工程学报,2024(10).

范洋铭,何启源,王明坤,谢石林.长短叶片转轮对振动改善的应用与研究[J].水利水电技术(中英文),2022(07).

方杰,曹春建,方晓红,李胜兵.白鹤滩水电站水轮机主要参数及结构选择研究[J].人民长江,2022(01).

张涛,胡南,谭信,林亨迪,胡海虹,郭绘娟,郑源.导叶不同开度下抽水蓄能机组水轮机工况内流特性分析[J].水电与抽水蓄能,2021(05).

李佳楠,袁帅,刘小兵.长短叶片混流式水轮机全流道内部流场数值模拟研究[J].中国农村水利水电,2018(07).

杨建东,胡金弘,曾威,杨桀彬.原型混流式水泵水轮机过渡过程中的压力脉动[J].水利学报,2016(07).

侯靖,李高会,李新新,吴旭敏,陈益民.复杂水力系统过渡过程[M].中国水利水电出版社,2019.

Longgang Sun,Hongyang Xu,Chenxi Li,Pengcheng Guo,Zhuofei Xu.Unsteady assessment and alleviation of inter-blade vortex in Francis turbine[J].Applied Energy,2024.

Lihui Xu,Tao Guo,Wenquan Wang.Effects of Vortex Structure on Hydraulic Loss in a Low Head Francis Turbine under Overall Operating Conditions Base on Entropy Production Method[J].Renewable Energy,2022.

Jiang Bo,Sun Guoyong,Wang Yuchuan,Mao Xiuli,Tan Lei.Coherent structures decomposition of the flow field in Francis turbine runner under different working conditions[J].Renewable Energy,2022.

Faculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran,Faculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran,Division of Fluid and Experimental Mechanics, Lulea University of Technology, SE 971 87, Lulea, Sweden.Investigation of Rotating Vortex Rope formation during load variation in a Francis turbine draft tube[J].Renewable Energy,2020.

浏览量

257

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

混流式水轮机启动状态下转轮与尾水管压力场特征分析

基于CFD的混流式水轮机流动特性分析

中比转速离心泵小流量工况下压力脉动特性

混流式水轮机压力脉动诱发有功振荡的机理分析

离心泵空化诱导的非定常激励特性