隔离墩位置对尾水管内部流动稳定性的影响

摘要

为了提高混流式水轮机尾水管内部流动的稳定性,本文研究了不同隔离墩设计位置对尾水管内部流动稳定性的影响,基于RANS方法和RNG k-ε湍流模型,对尾水管内部流场进行了数值模拟.在此基础上采用一种用于分析流动稳定性问题的新方法-能量梯度方法,对流场数据进行了处理,获得了不同隔离墩位置下尾水管内能量梯度K函数的分布.研究结果表明:尾水管内部能量梯度K函数分布与涡带分布特性有良好的一致性,因此能量梯度函数的分布代表了尾水管内部流动的稳定性特性.研究还发现,随着隔离墩远离中心面,尾水管内部流动趋于平稳,尾水管内流动的紊乱程度也随之降低,但尾水管恢复系数也有些降低.通过改变隔离墩与流向的夹角后发现,当隔离墩位于尾水管直扩散段沿宽度方向上的三分之一位置时恢复系数最大,且相对水利损失最小.