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潮汐能作为一种无污染的可再生能源,是我国应对能源危机的一种有效途径。对于潮汐电站,由于落差较小(一般为15米以下),轴流式水轮机已经不再适用,而贯流式机组得到了广泛应用。各国学者对于贯流式机组特别是灯泡贯流式机组开展了广泛研究。在潮汐电站中,由于需要在涨潮和落潮时都能发电,双向贯流式水轮机的水力性能对电站效益起到了至关重要的作用。因此本文针对某带有后置导叶的双向贯流式水轮机的过流部件进行优化设计,通过对后置导叶和转轮叶片的改型来提高水轮机的水力性能。 本文首先对后置导叶的翼型进行了修改,在不改变后置导叶布置位置,导叶数目,导叶开度和计算边界的前提下将后置导叶翼型由原来的正曲率导叶修改为对称翼型的导叶。修改后的新翼型与原先的正曲率翼型相比,其导叶间的回流与脱流现象明显减少,机组反向工况下其后置导叶区域的流场损失减小,压力和速度分布得到改善,反向工况的效率从56.9%提高到59.55%,后置导叶区域的水头损失从0.495m减少到0.117m。 第二,对不同形状和不同厚度叶片尾部的转轮在反向工况下的情况进行了分析对比。分别计算了矩形尾部、弧形尾部和圆形尾部的叶片在反向工况下的水力性能,结果表明使用圆形尾部的转轮叶片其在反向工况下的水力性能最优。对圆形叶片的尾部进行加厚处理并计算不同厚度的叶片尾部对机组反向工况的影响,结果表明通过加厚叶片尾部的厚度对双向贯流式水轮机反向工况的效率提高明显,但是厚度增加到一定程度后机组效率不再增加反而下降。 第三,使用Bladegen软件对叶片翼型进行了修改,将叶片修改为更适应双向工况的S型叶片,修改后的S型叶片其正向工况效率略微降低,反向工况的效率大幅提高。说明通过改型后的S叶片对双向贯流式机组反向工况的性能该是较为明显。