本文關(guān)鍵詞：基于離心泵反轉(zhuǎn)液力透平軸向力的研究　出處：《蘭州理工大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：離心泵反轉(zhuǎn)作液力透平可將其壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,驅(qū)動(dòng)泵、風(fēng)機(jī)等工作機(jī)做功或者用于發(fā)電,它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低和性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。但泵反轉(zhuǎn)作為液力透平軸向力直接影響到液力透平的安全運(yùn)行,因此有必要對(duì)泵反轉(zhuǎn)作液力透平的力特性做研究,另外,研究證明,泵反轉(zhuǎn)作為液力透平時(shí),在液力透平葉輪進(jìn)口添加導(dǎo)葉時(shí)能夠提高液力透平的效率及運(yùn)行的穩(wěn)定性,為此,本文設(shè)計(jì)了導(dǎo)葉,并制定了三種方案對(duì)液力透平的軸向力進(jìn)行研究,其中方案A是在導(dǎo)水部件處不添加導(dǎo)葉,方案B是導(dǎo)葉與葉輪相對(duì)位置為0mm,方案C是導(dǎo)葉相對(duì)葉輪向后蓋板方向偏移1mm。本文主要做的工作如下： 1.液力透平全流道模擬。本文以比轉(zhuǎn)速為84.5的單級(jí)單吸離心泵反轉(zhuǎn)作液力透平為研究對(duì)象,建立三維模型、進(jìn)行網(wǎng)格劃分,然后通過(guò)CFD軟件對(duì)液力透平的A、B、C三種方案進(jìn)行內(nèi)部流場(chǎng)全流道模擬。計(jì)算不同流量工況下液力透平的性能,找到最高效率點(diǎn),然后分析最高效率點(diǎn)附近六個(gè)工況點(diǎn)的內(nèi)部流場(chǎng)及其外特性、力特性。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)：相對(duì)于水泵設(shè)計(jì)流量Qd而言,文中制定的三種方案的最高效率點(diǎn)的流量比Qd大,方案A的最高效率點(diǎn)在流量1.1Qd處,方案B及方案C最高效率點(diǎn)后移,在流量的1.3Qd處。添加導(dǎo)葉(方案B)后,液力透平的效率提高,導(dǎo)葉與葉輪的位置發(fā)生變化(方案C)時(shí),效率降低。因此安裝導(dǎo)葉時(shí),必須注意其與葉輪的相對(duì)位置。三種方案的壓頭和輸出功率都隨著流量的增加而增大；在各自最高效率點(diǎn),方案B及方案C的壓頭比方案A的壓頭低,軸功率比方案A大。 2.對(duì)液力透平模擬結(jié)果進(jìn)行軸向力的分析。通過(guò)對(duì)液力透平的軸向力模擬結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：液力透平軸向力由前后蓋板外表面產(chǎn)生的蓋板力、扭曲葉片引起的軸向分力以及除去葉片后整個(gè)葉輪內(nèi)表面受到水的壓力所引起的軸向力組成。A、B、C三種方案的軸向力隨著流量的增大而增大。添加導(dǎo)葉后軸向力在—定程度上減小；其減小原因是由于添加導(dǎo)葉后,蓋板力減小(指向泵進(jìn)口方向),內(nèi)表面力增大(與泵進(jìn)口方向相反),最終造成總的軸向力的減小；導(dǎo)葉與葉輪的相對(duì)位置發(fā)生改變時(shí),軸向力增大。另外,本文對(duì)方案A的透平工況及泵工況的軸向力進(jìn)行模擬,對(duì)其結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),在各自最高效率點(diǎn),方案A透平工況的軸向力比泵工況的大。泵工況下,葉片力與內(nèi)表面力很小,影響軸向力的主要是前后蓋板不對(duì)稱所產(chǎn)生的軸向力,但泵反轉(zhuǎn)作液力透平時(shí)的內(nèi)表面力卻比較大。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH311

【參考文獻(xiàn)】

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