水泵水轮机导水机构与转轮动应力特性分析

为探究水泵水轮机转轮和导水机构的动应力特性，通过建立水泵水轮机导水机构（固定导叶与活动导叶）及转轮的固体域模型，并基于流固耦合的方法对转轮、导水机构在水泵水轮机发电、抽水等多工况展开计算分析，以获得转轮及导水机构的应力特性。计算结果表明：转轮叶片与上冠“T”型连接处的应力集中与转轮进口处旋涡发展状态有关；转轮与活动导叶间的动静干涉是无叶区压力脉动的主要来源，且主频为叶片通过频率；较小开度或低水头工况下机组运行靠近不稳定区，活动导叶与转轮的动应力均较大，但活动导叶对水流的约束引导作用使其动应力值相比于转轮更高，且流量的增大有利于降低转轮所受动应力。因此可考虑通过改变导叶尾端与转轮进口间距，调整无叶区宽度或调整机组运行区域，避免长时间运行在低负荷、小开度工况下可进一步改善转轮所受动应力情况。