Page 80 - 2021年第52卷第7期

图 10 1.0Q 0弯管段各断面流量沿程分布

右，沿流向发展，左上侧流量沿程持续增大，右下侧流量沿程持续下降，左下侧流量先略有增大，
在拐点前开始下降，右上侧流量变化与之相反。
进一步分析弯管段各通道内部断面分速度沿程变化，如图 11 所示，可知，当旋流进入弯管后，
由于惯性作用，弯管内侧水流将继续沿轴向流动，逐渐进入弯管外侧高压区。在这一过程中，过流
断面局部坐标系内 v 沿+y 方向增大，而 v 沿+z 方向不断减小。当 v 达到最大值后，在逆压阻滞作用下
y
z
y
v 迅速降低并出现反向流动，空间流线迅速向下弯折，在弯管右下区域形成局部涡旋。该涡旋沿扩散
y
段继续向下游发展且逐渐增大，不断将流体向左上区域排挤，从而造成流量偏度不断增大。

图 11 1.0Q 0各断面速度分量分布沿程变化
为了更清楚的观察弯管内部的流态，建立弯管段不同展向位置截面，截面分布如图 12 所示，进
一步分析弯管段内部流速和流线分布。

图 12 弯管段不同展向位置示意
由图 13 可以看出，在弯管段内部，流速沿程下降，在进口位置处，水流在周向速度的影响下，
呈逆时针偏转，同叶轮旋转方向一致，该趋势在弯曲段几何拐点处发生变化，左侧水流向左上侧聚
集，并且旋转强度减弱，右侧水流在周向速度的影响下向左侧发展，旋转强度没有减弱，整体表现
为左上侧流速很高，而右下侧流速较低。沿弯管展向发展，左侧流速高于右侧流速的差异性更明
显。具有旋转的水流在弯管内部的扩散表现为水流沿剩余环量方向偏转至流道左侧后，周向旋流减
弱，水流几乎直接轴向流出，而旋流被压缩到右下区域，表现为局部的解旋，进而导致左侧高于右
侧的偏流现象。

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