赵绍勇

（东方电气集团 东风电机有限公司，四川 乐山 614000）

尾水管是水轮机重要的过流部件，主要的作用[1]是使转轮出口处水流压力下降，造成真空，来收回水流离开转轮时的部分动能和收回转轮高出下游水面的那一段位能。由此可见，其水力性能的优越与否，直接关系到整机的运行效率。因此，要在设计中保证尾水管的高性能，显得尤为重要。必须根据电站的实际情况（如最大流量Qmax、平均流量Qav、水头H等），选择合理的尾水管类型，然后才能建立其模型，并进行流场数值模拟，预估它的性能。因此，本文在土耳其Cermilker电站的混流式水轮机尾水管设计中，选择了合适得参数，建立了光滑的尾水管模型，再进行了数值模拟，设计出了性能良好的尾水管。

1 尾水管类型的选择

通常情况下，水轮机尾水管设计的首要步骤，是进行选型。具体的操作分为两步：（1）结合电站的相关测量参数，确定转轮直径D、转速v、效率η并选择合理的机组型号；（2）根据机组型号，选择与之对应的尾水管类型（如直锥式、弯肘式等）。在土耳其Cermilker电站的尾水管类型选择中，由于机组型号在此之前已经确定为混流式。因此，按照上述方法，应该选择的尾水管的类型为弯曲形[1]，当量锥角计算公式为：

2 尾水管模型的构建

图1 尾水管流线图

图2 尾水管流场模型

尾水管流道模型可以看做是空间中的多个平面按照一定规律排列的桥接体。因此，模型的建立，主要是针对各肘管断面来进行的，即光滑的非规则曲面搭接相邻断面，使之成为一个整体。……