叶片低压边的轴面位置对高水头水泵水轮机空化-IngentaConnect.PDF

第 32 卷 第 16 期 农 业 工 程 学 报 Vol.32 No.16 2016 年 8 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Aug. 2016 73 叶片低压边的轴面位置对高水头水泵水轮机空化性能的影响 1 1※ 1 1 2 3 阮 辉 ，廖伟丽 ，罗兴锜 ，赵亚萍 ，秦鸿哲 ，杨众杰 （1. 西安理工大学水利水电学院，西安 710048 ；2. 河南国网宝泉抽水蓄能有限公司，新乡 453636 ； 3. 华东天荒坪抽水蓄能有限责任公司，安吉 313302 ） 摘 要：水泵水轮机转轮叶片低压边相比其他部位更具有空蚀的危险性。首先基于低比转速混流式转轮设计程序，设计 了 3 个具有不同低压边轴面位置的叶片。然后采用数值模拟方法对 3 个转轮分别进行了 3 个不同出力的水轮机工况以及 3 个不同流量的水泵工况的全流道定常数值计算，对比分析了各计算工况下转轮的能量特性、流动特征及空化形态。研 究表明，在一定范围内，叶片低压边轴面位置前移可以改善大流量水泵工况下转轮叶片进口的脱流情况，从而提高大流 量水泵工况的扬程和空化性能。低压边轴面位置的后移，使得水轮机设计工况和满负荷工况的水力效率降低，但是改善 了水轮机大流量工况的空化性能；并且叶片低压边轴面位置后移可以改善小流量工况下叶片进口的来流均匀性，从而提 高小流量水泵工况的空化性能。相比而言，低压边在上冠型线位置的直径与转轮直径之比为 0.4998 的第2 种低压边位置 转轮在水轮机和水泵 2 种工况下都表现出比较好的空化性能，满足设计要求。 关键词：泵；转轮；水轮机；空化；叶片 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.16.011 中图分类号：TK734 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2016)-16-0073-09 阮 辉，廖伟丽，罗兴锜，赵亚萍，秦鸿哲，杨众杰. 叶片低压边的轴面位置对高水头水泵水轮机空化性能的影响[J]. 农 业工程学报，2016，32(16)：73－81. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.16.011 Ruan Hui, Liao Weili, Luo Xingqi, Zhao Yaping, Qin Hongzhe, Yang Zhongjie. Effects of low pressure meridional position on cavitation performance for high-head pump-turbine[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(16): 73 －81. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.16.011 性能的重要因素，有必要进行深入研究。 0 引 言 目前空化问题的数值研究主要基于由均质平衡流理 空化问题是制约水泵水轮机向高水头方向发展的关 论[2]