基于变流速的活动扩张角导流装置性能研究

来源：水资源与水工程学报杂志2024年第1期北京时间：

作者：梁笑笑，李国富，任潞

单位：（宁波大学机械工程与力学学院

摘要：针对导流装置型水轮机在高流速条件下叶片承受过大轴向力的问题，提出了一种自适应流速变化的导流装置解决方案。该装置能够在低流速区间保持相对稳定的增速比，而在高流速区间通过调整增速比来减轻叶片负载，提高水轮机在低流速环境下的功率输出。通过数值分析，以增速比作为评估指标，研究了扩张角的调整范围、活动装置的长度和形状，并分析了不同流速条件下的长短轴比例、水轮机所受推力及获能情况。研究结果表明：使用翼型活动装置，保持其长宽比为1.5，扩张角调整范围为0～15°，增速比的调整范围为1.10～1.57；当活动装置的长短轴比例为3.4∶1时，在高速流场中叶片相对受力可降至1.1左右，同时在低流速区域具有较好的能量转换效率。

关键词：导流装置,变角度,变流速,输出功率,轴向受力

基金资助：国家自然科学基金项目(22108316)