摘要：【目的】为解决实际小水电站工程中尾水水轮机性能较差、运行效率较低的问题,缓解转轮叶片空化现象,【方法】设计了转轮桨叶倾斜角度分别为30°和45°的两种水轮机优化方案,并基于ANSYS仿真计算软件,在设计工况下对两种转轮设计方案进行了数值计算,同时对流场流态与模态分布计算结果进行了对比,根据两方案计算结果的整体流线分布、速度分布、压力分布及转轮区域涡量云图等开展流态分析,并进行干湿模态下的振型对比分析。【结果】结果显示:在设计工况下,转轮桨叶倾斜角度为45°时整体水流流态更加平稳、转轮区域压力分布更为均匀、旋涡更少,且预应力湿模态前五阶共振频率中最接近振动频率的数值仍存在40%的差异,工作环境中未产生共振现象,表明其整体性能较优。【结论】结果表明:数值模拟方法合理,模态分析与业界学者研究结果一致,所得数据具有可靠性。通过对转轮进行设计优化可提高水轮机抗空化、抗振等运行性能,对小水电站尾水水轮机优化设计提供有益参考,亦为类似工程问题改造提供了有效理论支撑。

摘要：为了解决某小型水电站的混流式水轮机部分工况压力脉动大,空化、磨损严重的问题,对原水轮机进行了深入研究,并在原水轮机转轮的基础上研制出了新型的、适合该电站运行工况的水轮机转轮,对水轮机转轮进行了更换改造。对新型转轮和原转轮进行三维建模,分别与其余过流部件组装成水轮机全流道。采用ICEM进行网格划分,利用CFX软件,基于RNGκ-ε湍流模型,对原始全流道和改造后的全流道进行了数值模拟计算,通过计算结果分析转轮改造后水轮机内部流动以及外特性的变化,预估改造后水轮机的实际运行效果。

摘要：PS水电站为低水头大容量水电站,具有河道窄、下泄流量大、下游水位变幅大等特点,因此存在电站汛期弃水量大、受阻电量大、机组稳定运行区窄、部分负荷压力脉动大等问题。为解决这些问题,本文对电站的转轮进行优化设计。CFD计算和模型试验结果表明,优化转轮对解决这些问题非常有效。