混流式水泵水轮机三维湍流数值分析 numerical analysis on francis pump-turbine of 3d turbulent flow.pdfVIP

混流式水泵水轮机三维湍流数值分析 2008．№1 混流式水泵水轮机三维湍流数值分析 纪兴英1，赵凌志2刘胜柱1 (1．哈尔滨大电机研究所，哈尔滨150040；2．中国科学院电工研究所，北京100080) [摘要]采用重整化群k-e湍流模型对混流式水泵水轮机整体三维流动进行了雷诺平均N-S方程的数值计 算。分析了水泵工况和水轮机工况水泵水轮机整个通道内的水流流动情况，对水泵工况计算结果进行了详细 分析，并与模型试验结果进行了对比。 [关键词]抽水蓄能；水泵水轮机；三维湍流；水力设计；数值计算 [中图分类号]TK730．2[文献标识码]A [文章编号]1000．3983(2008)01．0054。05 NumericalonFrancis of3DTurbulentFlow Analysis Pump．Turbine JIXing—yin91，ZHAOLing-zhi2，LIUSheng—zhul Instituteof Electrical (1．Harbin 150040，China； Large Machinery,Harbin 2．InstituteofElectrical of 100080，China) Engineering，ChinaAcademyScience，Beijing Abstract：TheRNGk-￡turbulencemodelare tosolve3DturbulentflowfieldofFrancis adopted flowconditionofthe at andturbine are operation pump—turbine．The pump—turbinepump operation resultofnumericalis witlltheresultoftest． analyzed．The analysiscompared turbulent Keywords：pumpedstorage；pump—turbine；3Dflow；hydraulicdesign；numericalanalysis 1前言 2研究内容及方法 抽水蓄能机组是我国电力系统的新型能源，近年 与常规水轮机相同，混流式水泵水轮机由蜗壳、 来获得了很大发展，先后建成了广州抽水蓄能电站一 双列叶栅(固定导叶和活动导叶)、转轮、尾水管四大 MW混流可逆式)、十三陵抽水蓄能 部分组成。水泵水轮机水力开发主要是研究水泵工况 期工程(4×300 电站(4×200MW混流可逆式)、天荒坪抽水蓄能电 和水轮机工况下转轮、蜗壳、双列叶栅和尾水管的水 站(6×300MW混流可逆式)和广州抽水蓄能电站二 力性能优化设计，其中，水泵工况水泵水轮机水力性 期工程(4×300MW混流可逆式)等一批大容量抽水能优化是研究的重点内容。 蓄能电站。这些已建电站多为引进机组，其机电设备 研究方法采用现代水轮机模型研究开发的方法， 所占的投资比率达50％以上(广蓄一期约为60％，十即CFD优化设计的方法，应用数值计算可以分析水轮 三陵约