高比转速混流式水轮机叶道涡工况下转轮的动力特性分析

• 作者: 宫海鹏 廖伟丽 罗兴锜 赵亚萍 阮辉
• 来源期刊: 水力发电学报
• 学科: 工学
• 关键词: 混流式水轮机 小流量工况 叶道涡 瞬态动应力分析
• 年，卷（期）: 2015,（11）
• 页码范围: 25-31
• 分类号: TV734.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11660/slfdxb.20151103

摘要

为了探讨叶道涡对混流式转轮叶片的作用机理,以某高比转速混流式水轮机为研究对象,选取出现严重叶道涡的小流量工况点开展转轮的瞬态动应力数值模拟.首先基于Navier-Stokes方程和RNG k-ε湍流模型进行了全流道定常和非定常流动计算,得出了转轮内部叶道涡的形态及分布,与实际观测现象非常吻合;然后采用有限元方法对转轮进行了模态分析,获得了转轮在水中的固有频率及振型;最后采用流固耦合方法对转轮进行瞬态动力学分析.研究结果表明:叶片危险部位的动应力的频率为转轮频率的倍频,分布于转轮叶片出口靠近上冠处的局部叶道涡对转轮的作用强度最大,导致叶片出口与上冠连接处的最大动应力值高于一般水轮机转轮的许用应力值,引起转轮该位置发生破坏甚至产生裂纹.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	廖伟丽	西安理工大学水利水电学院	61	707	17.0	24.0
2	罗兴锜	西安理工大学水利水电学院	154	2176	24.0	38.0
3	赵亚萍	西安理工大学水利水电学院	21	154	8.0	11.0
4	阮辉	西安理工大学水利水电学院	13	143	8.0	11.0
5	宫海鹏	西安理工大学水利水电学院	1	10	1.0	1.0