超小型轴流式水轮机是一种便携式、手掌大小的水轮机,可用于低水头应用。采用均匀轴向流速度的方法对原水轮机转轮进行重新设计,成功地提高了转轮的性能。然而,优化后的转轮性能提高的机理还不够清楚;此外,对超小型轴流式水轮机的内部流动规律还没有很好地阐明。本研究旨在阐明超小型轴流式水轮机的内部流动结构,阐明优化后水轮机转轮性能提高的机理。为此,我们利用PIV测量和数值分析对原优化后的流道内部流动结构进行了详细的研究,重点是旋涡结构。结果表明,优化后的流道由于叶尖泄漏涡和叶片出口轮毂附近的涡引起的损失要小于原流道。特别地,研究发现,由于抑制了转道下游旋涡流动引起的涡,从而降低了这些涡造成的损失,从而大大提高了涡轮效率。
——文章发布于2019年8月