【摘 要】
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为探索冲击式水轮机喷射机构水力性能和泥沙磨损特性。以500MW冲击式水轮机为例，结合VOF模型和离散项模型对喷射机构内水气沙三相流进行了数值计算，求解得出不同喷针/喷嘴锥角喷射机构效率和流量，得到了喷射机构在不同开度下的流动特性和泥沙磨损特性，并结合实际电站磨损情况进行对比分析。结果表明:喷针/喷嘴锥角为45o/62o组合的喷射机构具有更好的调节性能。在额定开度下，喷射机构的水力效率达98.5%，
【基金项目】
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科技部重点研发计划（20202Y042）；
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为探索冲击式水轮机喷射机构水力性能和泥沙磨损特性。以500MW冲击式水轮机为例，结合VOF模型和离散项模型对喷射机构内水气沙三相流进行了数值计算，求解得出不同喷针/喷嘴锥角喷射机构效率和流量，得到了喷射机构在不同开度下的流动特性和泥沙磨损特性，并结合实际电站磨损情况进行对比分析。结果表明:喷针/喷嘴锥角为45o/62o组合的喷射机构具有更好的调节性能。在额定开度下，喷射机构的水力效率达98.5%，比小容量机组的效率略高，随着开度的减小，效率有所下降。支撑肋导致喷射机构内形成附着涡并向出口发展，使颗粒撞击速度增加，从而对喷针表面造成不对称磨损，喷嘴磨损主要发生在出口边附近。附着涡致使速度场分布不均，导致喷嘴出口处水流卷吸空气形成了漩涡，致使泥沙颗粒发生“逃逸”现象。研究成果可为冲击式水轮机的设计和运行提供参考。
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