基于熵产理论的水泵水轮机泵模式水力损失分布

基于熵产理论，研究原型水泵水轮机在泵模式不同流量工况下的水力损失空间分布及不稳定流动诱导的主 要水力损失存在的位置和变化。结果表明：随着流量增加，总熵产与压差法水力损失变化一致，先显著减小后逐 渐增大。间接熵产、直接熵产和壁面熵产与总熵产的变化趋势一致，且间接熵产和直接熵产占主导地位。间接熵 产和直接熵产的分布与湍动能的分布基本一致，但直接熵产更靠近主涡区，而间接熵产在流场中具有更宽的分布 范围。水泵水轮机流动区域内的水力损失位置强烈依赖于流动条件。小流量工况下高水力损失主要源于无叶区 的高速环流、活动导叶区的旋涡以及尾水管弯肘段和直锥段的壁面分离，而蜗壳的水力损失较小。最优工况下的 水力损失较小，主要源于叶片尾迹和少数固定导叶流道的旋涡。大流量工况下高水力损失主要源于水流对活动 导叶的冲击和不稳定流动在固定导叶区的扩散，以及蜗壳进口处周向间隔分布的旋涡和高速流动，而尾水管的水 力损失极小。