基于不同转轮缺陷的水轮机流道水沙两相分布规律研究

为分析转轮叶片缺陷情况下的水轮机流道内水沙两相分布规律，该文根据HLA855a-LJ-250水轮机模型，对转轮叶片进行缺陷处理。分别建立了完整、空蚀凹坑及出水边磨蚀三种叶片模型，对应命名方案1、方案2和方案3，通过RNG k-?湍流模型和欧拉多相流模型进行模拟计算。转轮流域采用滑移网格，入口泥沙体积分数设置为0.35%，水轮机额定工况下工作5s，模拟结果显示：(1)方案3转轮叶片压力面与吸力面的泥沙压力与体积分数，均高于方案1和方案2转轮叶片对应面的泥沙压力与体积分数，说明不同缺陷形式的转轮叶片直接影响了转轮叶面泥沙分布规律；(2)转轮叶片缺陷形式不同，呈现在转轮上下游流道内的泥沙分布规律差异性显著；(3)当转轮叶片无缺陷时，机组运行过程中受泥沙磨蚀影响较小，但是当转轮叶片发生磨蚀破坏时，流道内的泥沙体积分数会升高，需要重点关注蜗壳鼻端、转轮叶片压力面及尾水管扩散段部位。