张慧珍

【摘 要】为了确保混流式水轮机的各项性能指标良好。对混流式水轮机的优化设计方法进行了研究。从相似理论法、CFD分析法、优化设计法这3个方面进行了论述，提出了相似理论法设计的优点和不足之处、CFD分析法的必要性以及优化设计的方法和依据。为后续混流式水轮机优化设计，提供了参考依据。

【关键词】混流式水轮机；优化设计方法；相似理论；CFD分析法

中图分类号： TK733.1 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）20-0019-002

Study on Optimization Design Method of Francis Turbine

ZHANG Hui-zhen

（Sichuan water conservancy vocational and technical college， SiChuan ChengDu 611231）

【Abstract】In order to ensure the performance of Francis turbine is good. The optimal design method of Francis turbine is studied. This paper discusses the three aspects of similarity theory， CFD analysis and optimization design， and puts forward the advantages and disadvantages of similar theoretical design， the necessity of CFD analysis and the method and basis of optimization design. Which provides a reference for the optimal design of the mixed flow turbine.

【Key words】Francis turbine； Optimal design method； Similarity theory； CFD analysis method

混流式水轮机的合理设计，是确保机组运行时在效率、抗气蚀性以及稳定性这3个方面具有良好的性能指标。由此可见，混流式水轮机的设计方法直接关系到机组的性能。因此，对设计方法的研究，具有良好的工程价值。

一直以来，人们对于水轮机的优化设计方法做了大量研究。例如，文献[1]采用了对转轮叶片割边的方法，提升了机组的效率；文献[2]对转轮叶片修型，使转轮流场的负压区域减小，提高了机组的抗汽蚀性；文献[3]设计了椭圆蜗壳，增大了转轮的直径，实现了水轮机增容改造的目标。基于上述研究可知，对于混流式水轮机的优化设计中，多数优化设计针对转轮叶片进行的，由此可见，水轮机的运行特性，多是因为水力因素造成，而影响水力因素的关键则是转轮（包括类型、直径、材料等）。所以，本文针对水轮机的转轮优化设计方法，进行了探讨。

1 传统设计方法的弊端

混流式水轮机传统设计方法，是指按照水轮发电机设计手册的要求，从机组选型、结构设计、强度校核、效率修正等方面进行全面计算和设计。……