混流式水轮机叶道涡演化及其能量耗散特性研究

兰岗; 赵弦; 龚莉; 王钊宁; 郭鹏程; 申小华

doi:10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20250242

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混流式水轮机叶道涡演化及其能量耗散特性研究

水能利用及水电站工程 | 更新时间：2026-02-25

- 混流式水轮机叶道涡演化及其能量耗散特性研究
- 混流式水轮机叶道涡演化及其能量耗散特性研究
- 水电能源科学 2025年43卷第12期页码：191-195
- 作者机构：
  
  1. 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
  2. 东方电气集团东方电机有限公司
  3. 西安理工大学水利水电学院
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  陕西省创新能力支撑计划(2024RS-CXTD-31)
- DOI：10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20250242
  中图分类号： TK733.1
- 纸质出版：2025
- 稿件说明：
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兰岗, 赵弦, 龚莉, 等. 混流式水轮机叶道涡演化及其能量耗散特性研究[J]. 水电能源科学, 2025,43(12):191-195.

兰岗, 赵弦, 龚莉, et al. 混流式水轮机叶道涡演化及其能量耗散特性研究[J]. 2025, 43(12): 191-195.
兰岗, 赵弦, 龚莉, 等. 混流式水轮机叶道涡演化及其能量耗散特性研究[J]. 水电能源科学, 2025,43(12):191-195. DOI： 10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20250242.

兰岗, 赵弦, 龚莉, et al. 混流式水轮机叶道涡演化及其能量耗散特性研究[J]. 2025, 43(12): 191-195. DOI： 10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20250242.

摘要

混流式水轮机运行在低部分负荷工况时，易诱发明显的叶道涡现象，并伴随剧烈的能量耗散，对水轮机安全稳定运行具有重要影响。基于数值模拟技术系统分析了叶道涡演化过程，并结合熵产理论探究了机组内部能量耗散规律。结果表明，叶道涡在转轮内呈现周期性演化过程，空泡体积脉动频率与转轮转频接近，且叶片出水边与下环交接处空泡体积脉动现象最为剧烈；受空化影响，叶片吸力面附近出现与叶道涡对应的漩涡流动，随空化发展，转轮出水边附近的横流、回流、分离流等湍流持续增强；尾水管锥管段和肘管段以广泛的回流主导；机组内能量耗散与叶道涡具有相同的演化周期，且能量耗散领先空泡体积演化过程，能量耗散主要集中在转轮和尾水管区域，空化强烈且流态复杂的区域能量耗散较快；脉动熵产占主导地位，壁面熵产也是能量耗散的重要部分。

Abstract

关键词

Keywords

references

郭涛,张立翔.混流式水轮机小开度下导水机构内湍流特性和叶道涡结构研究[J].工程力学,2015(06).

冯建军,张钰,朱国俊,李昀哲,李文锋,罗兴锜.采用熵产理论的离心泵断电过渡过程特性[J].农业工程学报,2020(04).

王钊宁,孙龙刚,郭鹏程,王秀玲.混流式水轮机叶道涡形成分析及抑制研究[J].水力发电学报,2020(12).

李正贵,王冬,李德友,李琪飞.基于熵产-涡量的水泵水轮机转轮能量损失特性[J].排灌机械工程学报,2023(06).

朱强,龚莉,袁玲丽,吴中竟.某低水头混流式水轮机叶道涡特性数值分析[J].水电站机电技术,2023(03).

Lingjiu Zhou,Meng Liu,Zhengwei Wang,Demin Liu,Yongzhi Zhao.Numerical simulation of the blade channel vortices in a Francis turbine runner[J].Engineering Computations,2017.

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