| 水泵水轮机S特性区能量损失及流动特性研究 |
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| 引用本文： | 王李科,姚亮,冯建军,朱国俊,卢金玲,阮辉.水泵水轮机S特性区能量损失及流动特性研究[J].水利学报,2024,55(3):344-354,366. |
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| 作者姓名： | 王李科 姚亮 冯建军 朱国俊 卢金玲 阮辉 |
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| 作者单位： | 西安理工大学 省部共建西北旱区生态水利工程国家重点实验室, 陕西 西安 710048;西安理工大学 水利水电学院, 陕西 西安 710048;西安航空学院 液压技术研究院, 陕西 西安 710077 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(52309118，52079108，52206054)；陕西省自然科学基金项目(2023-JC-QN-0446，2021JM-328)；陕西省博士后基金项目(2023BSHEDZZ256，2023BSHEDZZ257)；陕西省教育厅自然专项(23JK0566) |
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| 摘 要： | 为了调节电网的稳定性，抽水蓄能电站需要频繁启停和变换工况运行，导致水泵水轮机容易进入S特性区，机组振动增加，并网失败。本文以模型水泵水轮机为研究对象，采用熵产理论详细分析了S特性区不同工况下的能量损失规律，明确了熵产率分布与内部流动结构的关系。结果表明：S特性区内近飞逸工况总熵产最大，约为设计工况的5.1倍，脉动熵产占据的比例接近80%，随着流量的减小，转轮熵产占比逐渐降低，活动导叶和尾水管的熵产占比增加。小流量工况转轮进口靠近下环位置首先出现了明显的漩涡，导致了活动导叶出口和转轮进口的高熵产区，随着流量进一步减小，漩涡逐渐向上冠转移，并且切向速度增大，在转轮进口形成挡水环，阻碍水流进入转轮，在无叶区内出现了环状分布的高熵产区。反水泵工况，水流在低压边与逆时针旋转的叶片撞击，导致水流很难进入叶片内部，形成了大尺度的回流涡结构;双列叶栅内充满大量涡结构，导致活动导叶吸力面的熵产率增大，并且向固定导叶传播。
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| 关 键 词： | 水泵水轮机 S特性 熵产理论 回流涡 |
| 收稿时间： | 2023/10/26 0:00:00 |
Energy loss and flow characteristics analysis of a model pump turbine in the S-shape region |
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| WANG Like,YAO Liang,FENG Jianjun,ZHU Guojun,LU Jinling,RUAN Hui.Energy loss and flow characteristics analysis of a model pump turbine in the S-shape region[J].Journal of Hydraulic Engineering,2024,55(3):344-354,366. |
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| Authors: | WANG Like YAO Liang FENG Jianjun ZHU Guojun LU Jinling RUAN Hui |
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| Affiliation: | State Key Laboratory of Eco-hydraulics in Northwest Arid Region, Xi''an University of Technology, Xi''an 710048, China;Institute of Water Resources and Hydroelectric Engineering, Xi''an University of Technology, Xi''an 710048, China; Institute of Hydraulic Technology, Xi''an Aeronautical University, Xi''an 710077, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | pump turbine S-shaped characteristics entropy production reverse vortex |
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