考虑叶道涡影响的混流式水轮机磨损特性数值评估研究

杜春忠; 杨言; 曾荣俊; 刘牵; 向施宇; 李志华; 马优; 夏绍云

doi:10.20040/j.cnki.1000-7709.2026.20260098

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考虑叶道涡影响的混流式水轮机磨损特性数值评估研究

水能利用及水电站工程 | 更新时间：2026-06-27

- 考虑叶道涡影响的混流式水轮机磨损特性数值评估研究
- 考虑叶道涡影响的混流式水轮机磨损特性数值评估研究
- 水电能源科学 2026年44卷第6期页码：209-213+219
- 作者机构：
  
  1. 华能西藏雅鲁藏布江水电开发投资有限公司
  2. 西安热工研究院有限公司
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  华能集团重点科技项目(HNKJ24-HF58)
- DOI：10.20040/j.cnki.1000-7709.2026.20260098
  中图分类号： TV734.1
- 纸质出版：2026
- 稿件说明：
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杜春忠, 杨言, 曾荣俊, 等. 考虑叶道涡影响的混流式水轮机磨损特性数值评估研究[J]. 水电能源科学, 2026,44(6):209-213+219.

杜春忠, 杨言, 曾荣俊, et al. 考虑叶道涡影响的混流式水轮机磨损特性数值评估研究[J]. 2026, 44(6): 209-213+219.
杜春忠, 杨言, 曾荣俊, 等. 考虑叶道涡影响的混流式水轮机磨损特性数值评估研究[J]. 水电能源科学, 2026,44(6):209-213+219. DOI： 10.20040/j.cnki.1000-7709.2026.20260098.

杜春忠, 杨言, 曾荣俊, et al. 考虑叶道涡影响的混流式水轮机磨损特性数值评估研究[J]. 2026, 44(6): 209-213+219. DOI： 10.20040/j.cnki.1000-7709.2026.20260098.

摘要

混流式水轮机叶道涡易导致流动恶化，对含沙条件下过流部件的磨损特性具有重要影响。为明确叶道涡对转轮磨损特征的影响，基于数值模拟方法，对一混流式模型水轮机在低、中、高三种单位转速下的固液两相流动进行研究。结果表明，低单位转速下叶片负冲角引起背面脱流，叶道涡自吸力面进水边上冠处扭曲延伸至出水边与下环交界处；中单位转速时冲角改善，叶道涡呈不连续结构位于进水边下游，叶片出水边近上冠处出现大范围片状涡结构；高单位转速为正冲角，叶道涡强度显著增强，强涡结构由流道中部近上冠处延伸至出水边附近。转轮叶片高磨损区域与叶道涡位置基本吻合，随单位转速升高，高磨损区域逐渐扩大，中、高单位转速工况最大磨损率分别为低单位转速的1.32、5.65倍。低单位转速下，转轮叶片冲击角度及其作用范围显著高于高单位转速工况，压力面高冲击角区域位于进水边下游，吸力面则集中于叶道涡及近上冠区域。颗粒冲击速度分布与磨损率较为一致，低单位转速下颗粒冲击速度对压力面影响较大，主要位于近下环与出水边一侧。研究揭示了叶道涡对水轮机磨损率及颗粒冲击特性的影响，为理解涡流与磨损的相互作用机制、制定磨损抑制策略提供了参考。

Abstract

关键词

Keywords

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