[发明专利]抑制混流式水轮机叶片背面空化的方法

摘要

本发明涉及一种抑制混流式水轮机叶片背面空化的方法，本发明对计算结果进行压力分布分析，可以得出叶片背面压力最低点位置，也就是最易发生空化处，在叶片背面压力最低点位置钻一个直径0.003D1小孔，连接叶片正背面，利用正背面的压力差，正面的高压水流会补充到背面的低压中心，使背面的压力达不到环境汽化压力，这样就破坏了空化的形成。运用该方法后，混流式水轮机在电站全部正常工况运行时，水轮机叶片都不发生空蚀现象，保证了水轮机安全稳定的运行。

主权项

1.一种抑制混流式水轮机叶片背面空化的方法，其特征是：水力计算：通过运用商业计算流体动力学CFD软件对水轮机相应工况进行模拟计算，计算方法为活动导叶与转轮单周期联合计算，计算流程如下：(1)运用商业三维造型软件对水轮机活动导叶和转轮建立全模拟数学模型；(2)使用商业网格划分软件对建立的活动导叶和转轮数学模型分别进行网格划分，网格划分时采用块结构化网格；(3)使用商业计算流体动力学CFD软件的前处理部分导入划分好的活动导叶和转轮的网格，设置计算域的计算方程、边界条件等各种计算参数，计算软件采用有限体积法求解流动方程，得到求解域的流动特性，流体选不可压缩流体，其连续方程如下：∂U‾j∂xj=0]]>动量方程如下：∂∂t(ρU‾i)+∂∂xj(ρU‾iU‾j)=-∂P‾∂xi-∂∂xj(τ‾ij+ρUi′′Uj′′‾)]]>式中为平均速度为平均压力ρ为密度为平均剪切力t为时间(4)计算求解及收敛，使用计算流体动力学软件的求解器对计算域进行求解，计算时间步长0.005，收敛残值0.00005；(5)计算结果分析，使用计算流体动力学软件的后处理部分导入计算结果，对计算结果进行压力分布分析：在软件的命令窗口下使用语句min(p)可求得叶片背面的最低压力点位置；(6)叶片钻孔，在叶片背面计算所得压力最低点位置钻一个直径0.003D1(D1是水轮机的标称直径)小孔，该小孔连通到叶片正面。