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轴流定桨式水轮机对流量变化极为敏感,流量的变化直接影响了水轮机效率和出力。运行在多泥沙河流上的轴流式水轮机因为空蚀和磨损造成轮缘间隙扩大,加剧了间隙泄漏流动,使水轮机实际有效流量减少,降低了水轮机效率和出力;严重情况下甚至使机组带不上负荷,不能正常运行。研究轴流式水轮机轮缘间隙泄漏流动,既具有学术意义,更具有较高的工程实际意义和经济价值。本文对于ZD760-LH-80型轴流定桨式水轮机,通过改变转轮室内径的方法取得七种不同的转轮叶顶间隙值:0mm、1mm、3mm、6mm、8mm、10mm、15mm。在三种工况(大流量工况,额定工况,小流量工况)下利用FLUENT6.1软件,采用标准k-ε双方程紊流模型和SIMPLEC算法,对不同轮缘间隙值下的流道内部流场进行了数值模拟计算。通过对计算结果分析发现:叶片背面、叶片顶面是受间隙流场影响最严重的区域;在三种工况下,在转轮叶片工作面和背面进口轮缘处均存在一个面积很小的低压区,从小流量工况到大流量工况低压区面积逐渐增大,此区域为间隙泄漏涡带起始区;间隙内部低压区域随着轮缘间隙值增大而扩大;间隙内轴向速度沿叶轮外缘弦长方向分布不一致,泄露流动最严重的区域在转轮叶片外缘距翼型头部20%-30%弦长处。文中结合经验公式,利用FLUENT中的表面积分功能,计算了转轮轮缘间隙流动区域的泄漏流量。由计算结果,可以看出三种工况下水轮机效率和出力随着间隙值的扩大而迅速下降;轮缘间隙值由设计的0.7mm增加15mm时,从小流量工况、额定工况到大流量工况水轮机效率依次下降了17%、18%和22%,出力依次下降了32%、29.7%和36.8%。在大流量工况和额定工况下,当转轮轮缘间隙值扩大到8mm时,水轮机已经运行在综合特性曲线有效区域边缘,如果轮缘间隙值继续扩大,水轮机将运行在综合特性曲线有效区域之外,此时水轮机效率和出力值将急剧大幅下降。另外,将计算结果与水电站的生产运行和检修数据进行对比,发现与事实相符。由此说明计算结果可靠,较为准确。