基于熵产理论的水轮机尾水管涡带研究

为了研究水泵水轮机部分负荷工况尾水管涡带产生的原因和压力脉动特性，本文以模型水泵水轮机为研究对象，对内部流动进行了全流道三维数值模拟并采用熵产理论进行了分析。计算结果分析表明：数值模拟与实验值吻合较好；固定导叶和蜗壳内的总熵产很小，而转轮和尾水管内较大，在小流量工况叶片压力面产生的流动分离会导致高熵产率分布区域的出现，并且会随着流量的进一步减小而扩大；在部分负荷出现了粗壮型和纤细形两种涡带，均呈现螺旋形，涡带的形成与叶片出口环量偏离零环量有很大关系；涡带的出现会在尾水管内形成漩涡，阻塞尾水管通道，涡带跟随转轮同方向旋转，但是转速更低，因此尾水管出现幅值较大的低频压力脉动