摘要：国内抽水蓄能机组大多采用常规叶片水泵水轮机设计,且大部分为9+20组合,即转轮叶片数为9,活动导叶数为20,该组合设计方式的机组多数都伴有由动静干涉(RSI)引起的机组及厂房振动问题。长短叶片水泵水轮机的应用,最早由日本引入中国,国内应用相对较少,且都是5+5长短叶片。针对国内采用常规叶片水泵水轮机设计的抽水蓄能机组大多都伴有由动静干涉(RSI)引起的机组及厂房振动问题,结合世界首台成功应用的6+6长短叶片水泵水轮机改造案例,为了探究长短叶片转轮对于动静干涉及机组振动的改善,全面对比分析了改造前的9叶片水泵水轮机对机组及厂房振动的影响以及改造后的6+6长短叶片水泵水轮机对机组及厂房振动的改善。结合动静干涉机理分析以及频谱分析,推论出机组及厂房振动问题的主要原因,总结出长短叶片对改善内部流态、减小压力脉动的优势,并结合相位共振机理分析对动静干涉引发压力管道相位共振的可能性进行了探讨。研究结果表明:机组及厂房主振源来自于无叶区动静干涉,主要频率成分为90 Hz,厂房局部发生共振导致楼板振动偏大。使用6+6长短叶片水泵水轮机后,机组及厂房楼板振动降幅均超过60%,部分测点降幅甚至超过90%;压力脉动测点降幅均超过50%;长短叶片水泵水轮机对机组及厂房振动改善效果明显。

摘要：为高性能新型风机设计进行了应用技术研究，提出在离心风机叶轮设计中采用长短叶片开缝的新技术。这种技术综合了长短叶片和边界层吹气两种技术的优点，能有效改善流动。应用３维不可压Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程及ｋ－ε湍流模式的计算程序对叶轮长短叶片开缝技术的有关参数进行了数值优化，并选取了１６叶片的长短开缝叶片叶轮进行样机试制及现场测试。结果表明：长短叶片开缝叶轮与不开缝叶轮相比，全压提高，噪声下降，风机的性能曲线改善。本文的结果说明长短叶片开缝技术在离心风机的设计中有很好的应用前景，并已有生产厂家决定批量投产。

摘要：设计了一副长短叶片各5个间隔布置的离心泵叶轮,应用二维粒子图像速度仪(2D-PIV)成功测试了大流量、设计流量和小流量3种工况下长短叶片同一叶槽内的瞬时流场。测试结果充分揭示了长短叶片叶轮内速度矢量场特征及长叶片吸力面、压力面和短叶片压力面、吸力面相对速度随叶轮半径的变化规律。分析了3种工况下相对速度沿圆周方向的变化规律。

摘要：发展了一套径流及斜流式叶轮机的任意曲面叶型长短叶片的造型方法,并在离心式压气机和斜流式压气机的设计中做了具体的应用。新发展了令叶片的厚度按三次样条函数沿流向分布的一种设计思想,得到了比较理想的叶片。同时在径流及斜流式压气机中使用分流叶片,引入了长短叶片的造型设计方法。通过CFD流场检验验证了这种叶片造型方法的可操作性和适用性。这为径流式以及斜流式叶轮机转子、静子的进一步气动优化设计奠定了基础。

摘要：采用Spalart-Allmaras一方程湍流模型对混流式长短叶片转轮进行了流场计算,并与标准k-ε湍流模型计算出的流场及实验数据进行比较,以验证SA湍流模型在转轮流场计算中的应用。计算基于连续方程和雷诺时均N-S方程,选用SA一方程湍流模型使方程组封闭,通过贴体坐标下的有限体积法对控制方程进行了离散,数值求解采用SIMPLIC算法。通过计算,得出了在不同工况下长短叶片转轮内部流动的速度及压力分布,其计算结果与相关文献中的报道吻合。比较发现与标准k-ε湍流模型计算出的叶片表面压力分布规律完全相同,其偏差在设计工况附近时较小,偏离设计工况越远偏差越大,且压力偏差较大点位于计算结果并不准确的区域,故可认为SA一方程湍流模型与k-ε湍流模型的模拟结果相似。实际计算还发现采用SA一方程湍流模型进行计算时容易收敛,因此SA一方程湍流模型可以成功地应用于混流式长短叶片转轮流场计算,且具有一定的优越性。

摘要：为研究长短叶片混流式水轮机的内部流动特性,基于CFX软件平台,运用N-S方程和SST湍流模型,对HLA542-LJ-130长短叶片水轮机全流道典型小流量工况进行三维湍流计算,得到了水轮机各过流部件内流场的流动信息.计算结果表明,从固定导叶到活动导叶出口,速度矢量随压力降低而均匀增大,而且压力和速度分布在圆周方向的周向性较好,从叶片进水边到出水边,长短叶片压力变化为均匀减小,压力分布比较合理,叶片工作面表面没有明显的回流和二次流,流线分布较为流畅,尾水管进口压力、速度分布基本对称,压力沿径向分布比较均匀,尾水管肘管之前有与转轮旋转方向相同的涡带,涡带在尾水管中发展至尾端,但没有明显的偏心,在扩散段内逐渐减弱.研究结果对高水头水电站的水轮机选择和设计具有重要的指导意义.

摘要：选择长短叶片复合叶轮为对象,从其内特性出发,采用现代粒子图像测速技术(PIV)和三维湍流数值模拟相结合的方法,研究得出复合叶轮设计参数对其内、外特性的影响规律.数值模拟和试验结果表明:复合叶轮离心泵内部流动呈现非轴对称性,叶片进口相对速度吸力面较压力面大,叶片出口数值模拟结果与PIV测试结果存在一定差异;短片进口偏置角大于出口偏置角时,离心泵扬程和效率较高.

摘要：鉴于目前削弱水轮机空化和空蚀存在的问题,以某适用于300m水头的混流式水轮机为例,采用CFD技术计算其运行范围内若干工况的内部流动情况,重点分析其空化和空蚀性能,并比较了采用长短叶片转轮和仅采用长叶片转轮的流场分布及其空化特性。结果表明,采用长短叶片结构的水轮机的转轮内部流态较好,流场分布更加合理,空化性能明显优于仅采用长叶片的水轮机。

摘要：采用全粘性三维湍流数学模型数值模拟长短叶片离心泵内流场,对比分析数值模拟计算和试验测得的水泵流量—扬程和流量—效率特性曲线;对小流量、设计流量和大流量3种工况下的数值模拟计算与PIV测量获得的内流场进行分析研究;给出叶轮出口相对液流角及出口相对速度沿叶轮周向的分布情况;结果表明,在相同流量下数值模拟计算的扬程要大于由实验测量获得的扬程,且随着流量的增大,两者之间的差异呈增大的趋势;在相同工况下,相对速度矢量方向以及叶槽内的流态基本吻合。

摘要：为提高水泵水轮机综合效率,提出一种长短叶片型转轮以改善机组运行在发电与抽水两工况下内流特性。以可逆式水泵水轮机作为研究对象,将长短叶片数目与骨线出口边直径比例作为优化目标切入点,借用软件SolidWorks建立不同的水泵水轮机三维模型,并通过CFD数值模拟手段验证优化思路。ICEM软件用于划分各过流域网格,分离涡湍流模型(DES)用于求解内流场,重点研究水轮机工况与水泵工况下可逆机组内流场特性并量化运行参数。研究结果表明:长短叶片转轮相对全长叶片转轮在抗空化性能方面表现出较好的优良性,具体体现在叶片宽口边有回压。6长6短、7长7短、8长8短叶片转轮在水轮机工况下效率分别提高了3.463%、3.198%和1.119%;水泵工况下6长6短和8长8短叶片转轮效率均降低约4个百分点,而7长7短叶片转轮效率提升约4个百分点。此外,长叶片骨线出口边直径与短叶片骨线出口边直径最优比例为2/3。研究成果可为新一代水力机械的设计提供一定的参考。