冲击式水轮机喷射机构的磨损特性数值分析

• 作者: 安守皇 张瑾 曾崇济 王正伟 肖业祥
• 来源期刊: 排灌机械工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 冲击式水轮机 三相流动 喷射机构 磨损 数值模拟
• 年，卷（期）: 2015,（5）
• 所属期刊栏目: 水利水电工程
• 页码范围: 407-411
• 分类号: S277.9|TK735
• 字数: 3515字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-8530.14.1012

摘要

冲击式水轮机广泛应用于高水头地区,应用水头一般高于500 m,因此喷嘴出口流速将大于100 m/s.高速的自由射流中,水中携带的细小沙粒不仅会对冲击式水轮机的水斗表面结构造成磨损,而且会破坏喷射机构.喷射机构的主要作用在于形成高质量圆柱射流,提高转轮中的能量转换效率.沙粒磨损喷射机构将影响射流质量,造成效率损失.对喷射机构以及自由射流的水固气三相流动进行了三维非定常的数值模拟.水中携带的细小沙粒简化为圆形固体颗粒,并采用离散颗粒模型模拟其运动特性以及喷射机构的磨损特性.研究发现不同颗粒直径的沙粒其运动轨迹区别很大,造成的喷射机构磨损特性也不相同.喷针表面磨损预测结果显示,直径小的颗粒随流性较强,会对喷针头部造成磨损;直径大的颗粒惯性大,容易撞击喷针颈部上游区域,造成磨损.