Page 101 - 2024年第55卷第3期

过程中形成的，其他部件内流动损失导致的熵产较小。
随着流量的减小，转轮熵产占比逐渐降低。偏离设计流
量后，活动导叶内的熵产比例逐渐增加，特别是在反水
泵工况，接近一半的熵产是在活动导叶内形成的。近零
流量工况，转轮、活动导叶和尾水管几乎各占据了三分
之一的熵产比例。偏工况运行时，转轮出口的切向速度
会改变尾水管进口水流的流态，导致熵产增加。
４．２ 双列叶栅熵产 选取双 列叶 栅、转轮 和尾 水管内
的熵产率和流场 进行 详细 分析，探 究导致 总熵 产以及
分布比例变化的原因。图 １０为不同叶高截面熵产率分 图 ９ 各部件熵产占比
布，其中 Ｓｐａｎ表示从上冠到下环的无量纲距离。设计
流量工况下，固定导叶和 活动 导叶 内熵产 较 小，从上冠 到下 环 均 没 有 出 现 高 熵 产 区。小 流 量 工 况
Ｑ?Ｑ ＝ ０．８６工况下，靠近下环位置，活动导叶出口沿周向出现了高熵产区。近飞逸、水轮机制动和
ｄ
近零流量工况，靠近上冠和中间叶高活动导叶出口出现了明显周向分布的高熵产区，并且沿活动导
叶吸力面向上游传播。近飞逸工况在靠近下环出现了高熵产区的交替分布，随着流量的减小，高熵
产区面积进一步增大，在近零流量工况，呈现环状分布。在反水泵工况，整个叶高的下的熵产率分
布一致，导叶出水边到转轮进口无叶区内的熵产率减小，但是活动导叶吸力面的熵产率增大，并且
向固定导叶传播。

图 １０ 双列叶栅熵产率分布
４．３ 转轮流动分析 图 １１为转轮轴面流道速度矢量分布，在设计流量下，整个转轮中，速度分布非
常平均，并且流线非常顺畅，水流能够顺利的流入转轮，并对转轮做功后平稳的流出，没有出现流动
分离等二次流。小流量工况下，叶片进口水流存在正冲角，速度增大，并且在靠近下环处出现了明显
的漩涡，大约占据了 １?３叶片高度，进入转轮的水流能沿流道顺利的流出。
在近飞逸工况下，转轮进口靠近上冠位置出现了明显的漩涡，形成挡水环，阻碍水流进入转轮，部
分水流在靠近下环的位置进入转轮后，先是向上冠方向流动，然后由于转轮出口靠近上冠位置的回流涡
的阻挡作用，又在靠近下环位置流出转轮。在转轮进口和出口均出现了非常明显的不稳定流动。在水轮
机制动工况，上述现象更加明显，转轮进口漩涡的范围进一步增大，转轮出口的回流涡也向上游移动。

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