排灌机械工程学报

作者：赵梦晌,郑源*,杨春霞,臧伟

单位：1. 河海大学水利水电学院, 江苏 南京 210098; 2. 河海大学能源与电气学院, 江苏 南京 211100

关键词：水车性能,叶片数,明渠无压流,流体体积模型,微水头发电

基金：国家自然科学基金青年基金资助项目(51709086)

为了研究一种利用微水头发电的水车装置,利用Fluent软件流体体积(VOF)模型模拟明渠无压流动,选用SST k-ω两方程湍流模型和滑移网格旋转模型对不同叶片数的水车在不同转速下进行非定常模拟.结果表明:3叶片水车效率区最为宽广,最优效率最高;3叶片水车上游局部湍流黏度较大,影响范围较小,而8叶片水车上、下游湍流黏度较为平均,影响范围较大;相同工况下,增加叶片数会增强水车的阻塞效应,使上、下游水位差平均增大,但可降低水位差的波动,水位差平均值增大将降低水车出力,水位差的波动对水车轴系的稳定性产生不利的影响;相同工况下,增加叶片数可以提高水车运行中转矩波动的稳定性,但会降低水车的出力,转矩波动使水车在运行中受到周期性不平衡力矩的作用,引起水车结构剧烈振动和叶片疲劳损伤.

来源：2020年第7期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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