混流式水轮机是水电发电中最常用的水轮机。验证涡轮设计的初步研究通常采用小规模模型;然而，当全尺寸涡轮的流道叶片几何尺寸缩小，为评价设计变量和性能特征建立模型时，叶片变得非常薄，难以制造。因此，应考虑转轮叶片的堵塞效应，寻找满足水力性能要求的合适叶片厚度。此外，为了研究不同叶片厚度和性能特征，还需要清楚地了解最高效率点和非设计工况下的堵塞比。本文研究了转轮叶片对300级混流式水轮机水力性能和内部流动特性的堵塞效应。利用剪切应力输运湍流模型进行三维平均雷诺-纳维-斯托克斯计算，分析流道叶片附近的内部流动特征，比较不同叶片厚度对水力效率等主要性能参数的堵塞效应。对不同叶片厚度下的非设计工况进行了流动分析。结果表明，随着堵塞率的增加，功率和效率逐渐降低。随着进气速度三角分量按堵塞比的变化，流道角与叶片角的不匹配导致流道水头损失增大。特别是与参考模型相比，堵塞率由12.5%提高到3.4%左右，效率降低。结果表明，阻塞效应对混流式水轮机模型的设计有显著影响。
——文章发布于2019年4月
