Исследование нестационарных потоков в проточном тракте реактивных гидротурбин

Abstract

Работа гидроагрегата в энергосистеме нередко сопровождается эксплуатацией на нерасчетных режимах. В таких режимах возникают нестационарные гидравлические процессы в проточном тракте реактивных гидротурбин, что приводит к высокому уровню низкочастотных гидродинамических пульсаций давления в отсасывающей трубе, вибрациям элементов конструкции гидротурбины и падению коэффициента полезного действия гидроагрегата в целом. Механизмом генерации низкочастотных пульсаций является прецессия вихревого жгута под рабочим колесом, возникающая при работе гидроагрегата в отличных от оптимального режимах. В работе проведено исследование влияния подачи воздуха в проточный тракт гидротурбины, как способа борьбы с нестационарными процессами в потоке, на пульсационные и энергетические характеристики гидроагрегата. Произведен выбор оптимальной области подвода воздуха в гидротурбину и экономическая оценка применения данного способа подавления пульсаций для действующих высоконапорных гидроэлектростанций. На основании полученных данных построена математическая модель гидротурбины и произведено численное исследование течения жидкости в отсасывающей трубе.