灯泡贯流式水轮机固液两相定常流动数值模拟

葛新峰，张 敬，蔡建国，王金亮，赵 雷，张 雷，李 丽，郑 源

（1.河海大学能源与电气学院，南京210098；2.重庆航运建设发展有限公司，重庆500000；3.黄河万家寨水利枢纽有限公司，山西偏关036412；4.黄河水利科学研究院，郑州450003）

0 引 言

我国许多河流都有较大的含沙量，西北地区尤甚，每当季风或汛期，河流的含沙量就会增加。因此，河流中挟带的泥沙不可避免的会对电站运行产生不利影响。早在1984年，Tiloth水电站就出现了较为严重的泥沙磨损问题，引起了学者们的重视和研究［1］。2003年投产的Nathpa Jhakri电站，在运行几年后，就遭遇了严重的泥沙磨损问题，之后经过多年的实践经验和专家意见才使得此问题得以控制［2］。截至2004年，尼泊尔运行的19 座电站，几乎无一例外的受到了泥沙侵蚀的困扰，当地政府不得不面对巨大的维护成本和系统效率的下降［3］。在我国，小浪底、刘家峡电站因河流携沙量大，过流部件遭到了严重的磨损，三门峡更是由于泥沙问题，致使机组效率下降高达10%［4-6］。在此背景下，展开关于水力机组的固液两相流研究具有重要意义。

目前，对于水力机械固液两相流的研究，多集中在水泵和混流式水轮机上［7-10］，有关贯流式水力机组两相流的研究还较为缺乏。B Thapa 认为泥沙对水电站的影响主要集中在两个方面：泥沙的沉积对电站高效运行的影响，以及泥沙沉积物通过过流部件时对其造成的磨蚀［3］。G R Desale 等人通过对不同类型的水力机械进行研究，总结出泥沙对水力机械的影响因素主要体现在泥沙的硬度、形状、浓度、粒径大小，此外，还与材料性质、运行条件、流速、冲击角等因素有关［11-14］。……