基于ANSYS模拟混流式水轮机尾水管改造的研究

水轮机发电效率的提升一般通过叶轮叶片翼型的优化等方法来实现,这一点已成为大多学者和设计者的共识,但是导水机构以及尾水管的优化和改进同样可以提升水轮机效率,却没有得到足够多的重视。基于某实体水轮机模型,将尾水管由单流道改为双流道,通过CFD流场模拟,计算尾水管流道变换后,尾水管的能量恢复率,为该型号水轮机效率的进一步提升提供理论参考。

涡流发生器对试验尾水管性能改善作用分析

为设计出1种含有涡流发生器的新型试验尾水管,对涡流发生器的机理进行一定的研究,并结合尾水管的工作原理,进行计算模拟和试验验证.根据尾水管的几何特征,运用壁面函数法建立全流道结构网格,用SST模型对其进行数值计算,分别以涡产生截面和涡开始发展截面作为涡流发生器叶片的安装截面,先后模拟了其55种不同工况下的水流特性.同时计算出尾水管各工况下的能量恢复系数,找出能使其能量恢复系数提高最大的安装方法.研究结果表明:以15°夹角于尾水管涡开始形成截面,对涡方式安装2对涡流发生器,且涡流发生器的安装截面在尾水管内部涡开始形成的位置.利用此安装方法进行试验验证,测量出试验尾水管的能量恢复系数提高了3.2个百分点,同时,提出了涡流发生器的安装截面为尾水管内部涡流开始形成的截面.为在建和改建水电站提供了一定的依据.