【摘 要】
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含沙水流会对高水头水斗式水轮机转轮造成磨损,影响机组检修和高效安全运行.文采用流体体积模型(volumeof fluid,VOF)、SST k-?湍流模型和离散相模型(discrete phase model,DPM)对含沙水流进行了固–液–气三相非定常数值模拟,研究了泥沙颗粒的直径、浓度与斗叶内表面磨损量、磨损位置的关系.研究表明:随着射流能量的传递,水膜的高压力区逐渐从缺口后移到斗叶根部;分水刃和缺口位置是最容易受到泥沙磨损的部位,与现场电站转轮水斗磨损位置一致;泥沙直径、浓度的增加与磨损率呈正相关;
【机 构】
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河海大学能源与电气学院,江苏省 南京市 210098;江苏理工学院,江苏省 常州市 213001;黄河水利科学研究院,河南省 郑州市 450003;黄河万家寨水利枢纽有限公司,山西省 忻州市 0364
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含沙水流会对高水头水斗式水轮机转轮造成磨损,影响机组检修和高效安全运行.文采用流体体积模型(volumeof fluid,VOF)、SST k-?湍流模型和离散相模型(discrete phase model,DPM)对含沙水流进行了固–液–气三相非定常数值模拟,研究了泥沙颗粒的直径、浓度与斗叶内表面磨损量、磨损位置的关系.研究表明:随着射流能量的传递,水膜的高压力区逐渐从缺口后移到斗叶根部;分水刃和缺口位置是最容易受到泥沙磨损的部位,与现场电站转轮水斗磨损位置一致;泥沙直径、浓度的增加与磨损率呈正相关;小颗粒泥沙更易对靠近斗叶根部的出水边造成磨损,而大颗粒泥沙更易对靠近分水刃的进水边造成磨损.本文研究的目的是为水斗式水轮机的制造加工、维护检修提供一定的理论基础.
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