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国内刊号：11-2223/N
国际刊号：1000-0054
发布日期:
作者：孙启轩, 谭磊
单位：清华大学 能源与动力工程系, 水圈科学与水利工程全国重点实验室, 北京 100084
关键词：冲击式水轮机,水斗,设计方法,正交优化,数值模拟
基金：国家重点研发计划项目（2020YFB1901401）；热能动力技术重点实验室开放基金资助项目（TPL2021A02）
雅鲁藏布江下游蕴藏着丰富的水电资源， 具有高水头、大容量等特点， 冲击式水轮机是优选机型。转轮是冲击式水轮机的核心过流部件和做功部件， 水斗形状对转轮性能至关重要。该文将水斗三维几何形状的构造线划分为轮廓线、过流剖面线和引导线3类， 给定若干特征参数， 提出了一种可控参数的冲击式水轮机水斗三维设计方法。选择水斗深度、宽度增量、出水边角度、分水刃角度和缺口圆直径等参数对冲击式水轮机水斗开展正交优化。由极差分析可知， 宽度增量对转轮效率的影响最大， 对出水边角度、缺口圆直径和水斗深度的影响较小， 对分水刃角度的影响最小。优化后， 冲击式水轮机的水力效率增加了6.71 %。相比于原型水斗， 优化水斗的总扭矩更大， 在扭矩减少至0的过程中平缓过渡， 有利于提高机组的水力效率和运行稳定性。
来源：2024年第5期
《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部
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