吉牛水电站冲击式水轮机水斗沙水流动特性及泥沙磨损研究

冲击式水轮机由于水头高，其高速射流引起的水轮机水斗泥沙磨损非常严重。为探究冲击式水轮机在高速水流下泥沙颗粒对水斗的磨损，基于CFD技术对吉牛水电站冲击式水轮机全流域进行液气固三相流动数值计算和水斗泥沙磨损预估，获得转轮水斗的内部流动特性和泥沙磨损情况。结果表明：水斗根部的出水边、水斗工作面靠近根部处以及切口和分水刃磨损严重，分水刃及切口的磨损大于水斗工作面的磨损，分水刃到出水边的磨损率总体上先上升后下降；水斗磨损的计算结果与实测结果较为一致，计算结果仅比实测结果偏大6%左右，说明泥沙磨损预估方法有效可行。本文的研究结果为冲击式水轮机泥沙磨损预估和电站运行维护提供了技术方法和依据。