全蜗壳的非圆形断面水力设计及其CFD分析验证

针对水轮机全蜗壳常规水力设计方法中存在的不足,对蜗壳中水流遵循速度矩为常数规律运动的非圆形断面水力设计进行分析,利用数值计算方法,使蜗壳尾部圆断面内的水流遵循速度矩为常数的运动规律,而无需转换成椭圆断面,从而完善蜗壳非圆形断面的水力设计方法.经实例设计与CFD流场模拟分析验证表明,采用文中所提出的非圆断面设计方法设计出的蜗壳,水流运动基本符合设计假定,其流场分布与理论分析相符合,设计出的蜗壳流道平顺光滑,流态分布良好.

冷却塔水轮机椭圆蜗壳的设计与数值模拟

针对冷却塔中水轮机采用圆断面蜗壳导致的占用空间大的问题,提出采用椭圆断面蜗壳代替圆断面蜗壳的改造思路。以某冷却塔专用水轮机为例,在圆蜗壳的基础上,遵循蜗壳内水流周向平均速度为常数和相应截面面积相等的规律,设计了一种长短轴比为黄金比例0.618的椭圆型蜗壳,利用CFD数值模拟技术,在额定工况下对所设计的椭圆蜗壳和圆蜗壳的流场进行分析比较。结果表明,采用的椭圆蜗壳具有良好的水力性能,且椭圆蜗壳的横向控制尺寸得到了明显的减少,为今后水轮机蜗壳设计提供了借鉴。