軸流式水輪機葉片進水邊形狀對其性能的影響

張秀紅

摘 要：在軸流式水輪機中，其輪機葉片的幾何形狀會對軸流式水輪機的性能和運行區間產生很大的影響。故而，研究同一葉片安裝角度下，水輪機不同葉片形狀對運轉情況的影響，有利于提升軸流式水輪機的工作效率。本文將從這個角度出發，通過對比分析不同葉片條件下的水輪機中的水流特征和壓力分布，找到提高軸流式水輪機效率的有效策略。

關鍵詞：軸流式水輪機 進水邊 葉片形狀 性能影響

中圖分類號：TK73 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2019）02-0-01

軸流式水輪機葉片的形狀在長時間的實踐應用中，不斷的發生著變化，在最初的設計中，是根據同一軸面上葉片出水邊的位置，以及葉片的形狀和長度來設置進水邊葉片。這種設計方式通常是將進水邊與出水邊放置在同一空間曲線上，這就導致軸流式水輪機在運行過程中，常常出現葉片斷裂或者產生裂紋的情況。在國內的應用中，由于最優理論的提出，人們得到了理論上最優化的進水邊葉片設計方式。在這一時期，我國的吳仲華先生提出的兩種理論（S1，S2）被大量的運用到了水力機械設備的葉片設計中。時至今日，基于兩種理論的水輪機葉片設計仍在被廣泛的應用。雖然有一些變化，卻也是在這兩個理論基礎上變形得來的。在那之后的發展中，由于計算流體力學（CFD）的不斷創新和應用，軸流式水輪機葉片的形狀幾經調整，產生了多種不同的形狀。同時，對于水輪機的壽命也能夠通過計算空化磨損的方式來得出較為準確的預測。……