主轴空气阀补气管路系统的气体流动计算分析

高峰

（阿尔斯通水电设备（中国）有限公司，天津 300300）

主轴空气阀补气管路系统的气体流动计算分析

高峰

（阿尔斯通水电设备（中国）有限公司，天津 300300）

主轴空气阀的主要功能是，在主轴中心补气管的下端（转轮腔处）出现真空时，吸力阀盘打开，将自然空气通过管路自动注入，消除涡带真空。本文应用空气动力学的概念及计算原理，对主轴空气阀补气管路系统进行计算分析，以求得管子流量、流速、压力及压力损失，判断管路设计及空气阀结构尺寸对补气量的影响，以满足合适的补气量要求。

主轴空气阀；补气管路系统；流量；流速；压力

1 概述

水轮机在部分负荷运行时，转轮出口具有一定的圆周分速度，使水流在尾水管产生旋转形成旋转真空涡带。旋转的涡带引起尾水管的流场变化，产生水流压力脉动和机组振动。主轴空气阀的任务即通过主轴中心补气管向转轮出口外补入空气，以破坏或消除真空涡带，减轻水流的压力脉动。其补气作用原理见图1。

图1 主轴空气阀的补气作用原理

主轴空气阀系统由进气管、吸力阀盘、主轴中心补气管等组成。其工作原理是，在主轴中心补气管的下端（转轮腔处）出现真空时，吸力阀盘打开，将自然空气通过管路自动注入，消除涡带真空。

本文应用空气动力学的概念及计算原理，对主轴空气阀补气管路系统进行计算分析，以求得管子流量、流速、压力及压力损失等。判断管路设计及空气阀结构尺寸对补气量的影响，以满足合适的补气量要求。……