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５ 结论
本文以某抽蓄电站原型水泵水轮机为研究对象，对其在不同活动导叶开度下的反 Ｓ区运行工况进
行了数值模拟，探究了不同导叶开度下反 Ｓ区熵产分布和熵产类型的变化规律，并结合熵产理论和流
场分析，进一步揭示了水泵水轮机反 Ｓ区的水力损失机理。主要结论如下：
（ １）水泵水轮机进入反 Ｓ区会引起导叶段水力损失占比逐渐增大，转轮段水力损失占比逐渐减小，
这是由于随着机组进入反 Ｓ区，转轮对水流做功使能量向上游传递，导致能量损失的区域由转轮区上
移到导叶区。
（２）不同类型的能量损失中，湍流熵产占据主导，壁面熵产是水力损失的重要组成，而直接熵产
较小。随着水泵水轮机进入反 Ｓ区，湍流熵产有增大趋势；活动导叶开度较大的反 Ｓ区湍流熵产损失
更大，表现为反 Ｓ区中，更大的活动导叶开度会引发更为显著的不稳定流动，进而诱导更为剧烈的湍
流能量损失。
（３）随着水泵水轮机进入反 Ｓ区，湍流熵产损失从转轮进口叶片压力面附近区域转移到转轮出口
叶片吸力面附近区域；进口处熵产损失来源于流动分离，出口处熵产损失来源于回流的撞击。在导叶
区，导叶开度为 １２°时，湍流熵产损失主要集中在活动导叶出口和活动导叶叶间，导叶开度为 ３５°时，
湍流熵产损失主要集中在活动导叶出口和无叶区。
（４）水泵水轮机运行于反 Ｓ区时，转轮向水流做功并输入能量且向上游传播，表现为无叶区总压
的大幅上升，进而导致水泵水轮机在主流方向上总压变化趋势为先增大后减小。导叶开度增大会增大
反 Ｓ区中无叶区水流能量变化幅值，这也是水泵水轮机全特性曲线中大开度曲线在反 Ｓ区中更为扭曲
且斜率变化范围更为显著的原因。
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