广一水泵厂ISR丨水泵水轮机模型与原型无叶区压力脉动

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在水泵水轮机中，压力脉动会引起机组运行的不稳定，造成力激振和局部空化，严重时将导致机组的共振与疲劳破坏。对于无叶区，由于该区域属于水泵水轮机动静干涉最强烈的区域，这种相互干扰引起的不稳定流动可能激发中频振动，甚至还会在导叶和转轮叶上引起裂纹等破坏，严重危害机组的安全运行，因此对无叶区压力脉动的研究越来越受到重视。
目前，国内外采用CFD技术研究水泵水轮机压力脉动已十分普遍，但对于无叶区的压力脉动，尤其是模型与原型之间相似关系的研究仍较少。为了探究模型与原型无叶区压力脉动的关系，广一水泵厂对水泵水轮机模型与原型的水轮机工况进行了全流道三维非定常数值计算，以探究模型与原型无叶区压力脉动的相似性。
本文采用SST湍流模型进行计算。SST模型是一种分区模型，在边界层的黏性底层和对数律层采用k-w模型，在边界层的亏损律层采用yt-(»模型和e），广一水泵模型的混合，在自由剪切层中采用yt-e模型。由于SST模型对流场不同区域分开处理，因而能获得更高的精g。
本文计算广一离心泵最优工况，活动导叶开度18°,模型和原型处于相似工况下。蜗壳进口采用流量进口，尾水管出口设置静压0Pa。非定常计算采用滑移网格模型，每隔一个时间步，模型与原型转轮均转过1.2°。
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