贯流式水轮机组投资较小,建设周期短,具有过流量大、效率高和叶片数少等优点,被广泛的应用于低水头水力资源开发。在机组实际运行中,转轮叶片与转轮室之间存在间隙,间隙泄漏对贯流式水轮机空化内部流场会产生影响。转轮区域湍流强度增大、水头和效率降低、转轮区域能量的输运和转换降低都将严重影响贯流式水轮机组的稳定运行。因此,研究不同间隙下贯流式水轮机空化特性,掌握空化内部流场的流动规律,对于保障贯流式水力机械的安全稳定运行具有重要意义。首先,本文以某电站的贯流式水轮机真机模型为研究对象,基于SST模型和ZGB空化模型,对3种流量工况下间隙为3.5mm、4mm和5.5mm的贯流式水轮机进行定常空化计算。得出空化首先出现在叶片出水边,随着空化系数的降低,逐渐往进水边发展。在相同流量工况下,随着空化系数的降低,效率逐渐减小,在发生临界空化时,效率值下降最为明显,随着间隙值的增加,空泡面积增大;在同一间隙值下,随着流量的增加,空化系数增大,空化发生区域增大。然后,对贯流式水轮机进行非定常空化计算,研究不同间隙对贯流式水轮机空化流动特性的影响。得出在临界空化下,叶片正面和转轮中间截面的压力分布均匀,从叶片进水边到出水边,叶片工作面压力逐渐降低,从叶片工作面到背面,转轮中间截面压力逐渐降低,从轮毂往轮缘方向,压力脉动系数逐渐增大,压力脉动的主频为转频,次频为0.5倍转频,从空泡发生区域往未发生空化区域,压力脉动的波动逐渐增大,从进水边到出水边,顺水流方向,压力脉动幅值降低。在流量一定时,间隙值越大,叶片工作面和转轮中间截面的高压区面积越小,压力脉动幅值有所增大;当间隙值不变时,流量越大,叶片工作面和转轮中间截面的高压区面积越大,压力脉动幅值越小。最后,研究不同叶顶间隙空化内部流场。得出在临界空化下,随着径向系数的增大,湍动能先增大后减小再增大,轴向速度绝对值先增大再减小,在间隙中部区域湍动能达到最大。从进水边到出水边,顺水流方向,湍流强度减弱,轴向速度绝对值有所减小。在同一流量工况下,随着间隙值的增加,湍流强度增强,而轴向速度变化不大,这是因为间隙泄漏涡的产生,使流体流动更为紊乱;在间隙值不变时,流量的增加,湍动能数值增加,轴向速度绝对值的最大值明显增大。