【摘 要】
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在含沙水流中运行的水斗式水轮机,分水刃和缺口是斗叶上最容易受到磨损变形的部位.采用欧拉?拉格朗日法对水?气?砂三相流进行非定常计算,研究分水刃高度下降对流态及泥沙磨损的影响,以及分水刃高度、缺口深度变化对转轮外特性的影响.研究发现:分水刃高度下降会对流线产生影响,在进水侧区域诱发旋涡和湍流,致使流态紊乱,水力损失增加,从而造成转轮外特性下降.当分水刃高度下降2、5、10mm时,转轮的效率分别减少了0.22％、0.66％、5.98％.分水刃高度下降造成的斗叶型线变化,会影响泥沙颗粒对斗叶内壁面的磨损情况.分
【机 构】
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河海大学能源与电气学院,江苏省 南京市 210098;重庆航运建设发展有限公司, 重庆市 北部新区 401121;黄河水利科学研究院,河南省 郑州市 450003;黄河万家寨水利枢纽有限公司,山西省
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在含沙水流中运行的水斗式水轮机,分水刃和缺口是斗叶上最容易受到磨损变形的部位.采用欧拉?拉格朗日法对水?气?砂三相流进行非定常计算,研究分水刃高度下降对流态及泥沙磨损的影响,以及分水刃高度、缺口深度变化对转轮外特性的影响.研究发现:分水刃高度下降会对流线产生影响,在进水侧区域诱发旋涡和湍流,致使流态紊乱,水力损失增加,从而造成转轮外特性下降.当分水刃高度下降2、5、10mm时,转轮的效率分别减少了0.22％、0.66％、5.98％.分水刃高度下降造成的斗叶型线变化,会影响泥沙颗粒对斗叶内壁面的磨损情况.分水刃下降的高度越大,分水刃区域的磨损越严重、磨损范围越大.缺口深度增加会减小斗叶工作面面积,造成转轮外特性下降.尤其是当缺口深度增加10mm时,效率降低了15.37％,转轮效率低于70％,在这种工况下运行,对射流能量的利用是非常不利的.
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