排灌机械工程学报

作者：王彤,李晓飞,郭鹏程*,张健,范文睿,陈红吉

单位：1. 国能大渡河检修安装有限公司, 四川 成都 610041;2. 西安理工大学水利水电学院, 陕西 西安 710048

关键词：轴流式水轮机,泄漏涡,固液两相流,泥沙磨损

基金：国家自然科学基金资助项目(51839010);中国博士后科学基金资助项目(2021M702641);国能大渡河检修安装有限公司科技项目(JX-KY-2022-03)

为了明确轴流式水轮机泥沙磨损特性,以某电站水轮机为研究对象,基于欧拉-拉格朗日多相流模型开展了固液两相流动数值研究,重点关注泥沙粒径对机组过流部件表面侵蚀率和侵蚀分布的影响.研究发现,叶片正、背面轮缘附近为泥沙磨损高风险区.随着泥沙粒径增大,叶片正面侵蚀程度加剧,背面侵蚀程度减小,磨损区域逐渐集中在轮缘附近;颗粒受泄漏涡影响在转轮室壁面形成沿旋转方向的条状侵蚀痕迹;尾水管锥管段侵蚀率逐渐降低,不同出口流道磨损程度的差异性增大,泥沙颗粒在锥管段形成沿泄漏涡延伸方向的带状螺旋侵蚀痕迹.在运行过程中,磨损程度最大的部件是尾水管,其次为转轮和转轮室,应避免机组长时间在过小或者过大泥沙粒径条件下运行,检修时应重点关注转轮叶片和转轮室的泥沙磨损情况.研究归纳出轴流式机组运行过程中的泥沙磨损高风险区,可为水轮机各过流部件泥沙磨损的定量分析提供一定参考,有助于合理安排机组检修周期,同时为轴流式水轮机进一步优化设计提供理论基础.

来源：2024年第8期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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