小流量下轴流泵站的内流及涡量特性

摘要

针对小流量工况下立式轴流泵站内部的不稳定流动，采用基于RNG k-ε湍流模型的雷诺时均方法（Reynoldsaveraged Navier-Stokes,RANS），以南水北调东线工程中的某大型泵站为研究对象进行实验和数值模拟研究。结果表明：在小流量工况下，流道内存在不同程度的回流区，回流现象在肘形流道的出口段和虹吸式流道的进口段尤为明显；叶轮和导叶处存在不同尺度的失速涡团和脱流涡团；叶轮轮毂及轮缘附近存在大范围的极值轴向涡量，导叶进口及尾缘附近也存在显著的极值轴向涡量，叶片表面附近存在不同程度的极值周向涡量，这些轴向涡量和周向涡量不仅影响了流动的均匀性，还是导致泵站流动不稳定的关键因素之一。研究成果可为泵站优化设计、高效运行提供理论依据和技术支持。

关键词

轴流泵站 / 内流特性 / 涡量 / 柱坐标系 / 数值模拟