门闯社， 南海鹏

(西安理工大学 水利水电学院，陕西 西安 710048)



混流式水轮机外特性与几何尺寸的关系研究

门闯社， 南海鹏

(西安理工大学 水利水电学院，陕西 西安 710048)

水轮机外特性主要受其几何尺寸影响，但目前尚没有探明水轮机外特性与其几何尺寸之间的关系式，在水轮机一维流动理论中无法采用水轮机几何尺寸信息对其外特性进行预测。本文在水轮机流量调节方程的基础上结合能量守恒定律建立了混流式水轮机的一维数学模型，得到了流量特性与力矩特性的显式表达式，可有效预测水轮机外特性曲线，并通过与实测数据的比对验证了该模型的正确性。文中提出的水轮机外特性曲线预测方法在水电站初步设计、过渡过程计算中混流式水轮机特性曲线延伸等领域具有重要的理论意义和实用价值。

混流式水轮机； 水轮机特性曲线； 几何尺寸； 流量特性； 力矩特性

混流式水轮机被广泛应用于水力发电系统中，其外特性曲线是水轮机性能的主要描述方法之一。但在目前研究中，仅可以通过试验或三维数值仿真的方式获取水轮机部分区域的外特性曲线[1-2]，还没有一种通过水轮机几何尺寸参数计算其外特性的函数表达式，进而在一维流动理论中无法根据水轮机几何尺寸预测其外特性。

文献[3]采用三维数值模拟的方法得到了混流式水泵水轮机的特性，但该方法存在工作量大、计算周期长等缺点，难以快速获取水轮机外特性。……