Активное управление вихревыми структурами за рабочим колесом модели гидротурбины Френсиса
"Д.А. Суслов1,2, С.Г. Скрипкин1,2, М.А. Цой1, Е.Ю. Гореликов1,2, С.И. Шторк1"
"1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
d.suslov@g.nsu.ru
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
skryp91@mail.ru"
Ключевые слова: отсасывающая труба гидротурбины, прецессирующее вихревое ядро, акустические датчики, лазерно-допплеровская анемометрия, управление вихревыми структурами, аксиальная струя
Страницы: 803-815
Аннотация
Настоящая работа направлена на развитие способов активного управления вихревыми явлениями в гидротурбинах. Изучена структура течения за рабочим колесом модели гидротурбины Френсиса при дополнительной подаче управляющих струй. Исследование проведено в режиме частичной нагрузки гидротурбины Френсиса, в котором формируются крупномасштабные вихревые структуры, вызывая высокий уровень пульсаций давления. Активное управление основано на инжекции дополнительной струи воздуха через центр тела обтекания рабочего колеса. Приводятся результаты экспериментального исследования распределений скоростей, их пульсаций, а также пульсаций давления в случае дополнительной инжекции струй различной ориентации и расхода через центр рабочего колеса. Получено, что вне зависимости от ориентации управляющей струи происходит подавление пульсаций давления. Однако радиальная подача струи показывает наилучшее подавление вихревых структур, поскольку способствует снижению общей закрутки потока на выходе из рабочего колеса. Способ подачи струи напрямую влияет на формирование зоны возвратного течения за рабочим колесом. Результаты по определению оптимального угла инжекции струи согласуются с ранее полученными теоретическими оценками на основе линейного анализа устойчивости потока.
|
