本文關(guān)鍵詞：導(dǎo)葉對(duì)液力透平性能及運(yùn)行穩(wěn)定性影響的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：液力透平能夠回收高壓液體的能量,可將高壓液體的能量轉(zhuǎn)化為透平的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能,直接驅(qū)動(dòng)泵、風(fēng)機(jī)等工作機(jī)做功或者輔助電機(jī)做功,實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓液體能量的利用。在工業(yè)生產(chǎn)中可回收的高壓液體的壓力、流量千差萬(wàn)別,需要的液力透平種類也很多。液力透平主要形式之一是用泵反轉(zhuǎn)作液力透平,包括單級(jí)和多級(jí)結(jié)構(gòu)。泵反轉(zhuǎn)作透平具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、產(chǎn)品種類眾多等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用廣泛。但泵反轉(zhuǎn)作液力透平也存在一些缺點(diǎn)。文章針對(duì)這種液力透平的效率不高、運(yùn)行不穩(wěn)定等方面存在的缺點(diǎn)與不足,對(duì)其進(jìn)行了如下幾個(gè)方面的研究并得到相關(guān)結(jié)論： 文章選用比轉(zhuǎn)數(shù)為41、55.7和84.5的三種中低比轉(zhuǎn)數(shù)單級(jí)單吸離心泵反轉(zhuǎn)作為液力透平為對(duì)象,在透平蝸殼和葉輪之間添加固定導(dǎo)葉,并對(duì)其進(jìn)行專門的水力設(shè)計(jì),根據(jù)文章提出的方法計(jì)算得到了導(dǎo)葉的進(jìn)口角αa、出口角αa,導(dǎo)葉高度ba等基本參數(shù),并對(duì)蝸殼進(jìn)行有利于透平運(yùn)行的水力改進(jìn)。設(shè)定了導(dǎo)葉數(shù)目不同的3×4=12種方案(文中的Aa-Cd方案)進(jìn)行分類對(duì)比分析。通過FLUENT軟件數(shù)值計(jì)算發(fā)現(xiàn)：添加導(dǎo)葉的液力透平的水力效率均明顯提升,表明文章中提出的方法是正確的,其設(shè)計(jì)的導(dǎo)葉是合理有效的。 為研究導(dǎo)葉數(shù)的不同對(duì)液力透平性能的影響,文章對(duì)每個(gè)液力透平設(shè)計(jì)了三種導(dǎo)葉數(shù),通過數(shù)值分析發(fā)現(xiàn)：在文章所設(shè)計(jì)的導(dǎo)葉數(shù)內(nèi),隨導(dǎo)葉數(shù)目的增加,最優(yōu)效率點(diǎn)和其他工況點(diǎn)的效率都有提高。以選用的比轉(zhuǎn)數(shù)為84.5的泵作透平為例,導(dǎo)葉數(shù)為11片的Cd方案比為9片的Cb方案最優(yōu)工況點(diǎn)效率高1.2%。通過對(duì)比有無(wú)導(dǎo)葉的液力透平的內(nèi)部流場(chǎng),發(fā)現(xiàn)：無(wú)論在最優(yōu)工況還是偏離最優(yōu)工況的流量下導(dǎo)水部件后的葉輪流道中,壓力、速度矢量等分布均較無(wú)導(dǎo)葉液力透平有較大改善,內(nèi)部區(qū)域葉輪各流道內(nèi)部壓力分布沿流道梯度變化均勻,較為對(duì)稱；葉輪流道內(nèi)漩漩渦數(shù)量減少、局部部位渦消失,漩渦的尺寸明顯變小,回流、脫流和橫向流動(dòng)等二次流現(xiàn)象也明顯減弱。 對(duì)有導(dǎo)葉的液力透平,導(dǎo)葉的進(jìn)、出口環(huán)量(或速度矩),即透平蝸殼出口、葉輪進(jìn)口的環(huán)量和無(wú)導(dǎo)葉時(shí)進(jìn)行比較分析。雖然蝸殼能形成環(huán)量,但僅僅依靠蝸殼的導(dǎo)流很難實(shí)現(xiàn)進(jìn)入葉輪前的液流絕對(duì)速度沿圓周方向均勻分布,而加導(dǎo)葉后,使進(jìn)入葉輪的液流具有均勻的環(huán)量。文章對(duì)有無(wú)導(dǎo)葉時(shí)液力透平的葉輪在不同流量下所受徑向力進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)：添加導(dǎo)葉的透平徑向力明顯減小,這說(shuō)明有導(dǎo)葉的液力透平運(yùn)行的穩(wěn)定性提高。
【關(guān)鍵詞】：液力透平 導(dǎo)葉 速度矩 數(shù)值模擬 流場(chǎng)分析 穩(wěn)定性
【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
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 課題研究背景及意義10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-19
• 1.2.1 流體能量回收設(shè)備概述10-11
• 1.2.2 泵反轉(zhuǎn)作液力透平11-16
• 1.2.3 基于可逆式水泵-水輪機(jī)的液力透平16-18
• 1.2.4 PAT應(yīng)用的一些問題18-19
• 1.3 課題研究?jī)?nèi)容19-21
• 第2章 液力透平引水部件的水力設(shè)計(jì)21-36
• 2.1 導(dǎo)水部件設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)21-23
• 2.1.1 導(dǎo)水部件處的流動(dòng)情況21-22
• 2.1.2 導(dǎo)葉翼型對(duì)性能的影響22-23
• 2.2 導(dǎo)葉的繪型設(shè)計(jì)23-27
• 2.2.1 計(jì)算導(dǎo)葉出口角24-26
• 2.2.2 計(jì)算導(dǎo)葉進(jìn)口角26
• 2.2.3 繪制導(dǎo)葉翼型骨線26
• 2.2.4 繪制導(dǎo)葉翼型26-27
• 2.3 蝸殼的改進(jìn)設(shè)計(jì)27-31
• 2.3.1 圓形斷面蝸殼的水力設(shè)計(jì)27-31
• 2.4 液力透平的三維造型31-35
• 2.4.1 蝸殼的三維造型31-32
• 2.4.2 導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的三維造型32-33
• 2.4.3 葉輪的三維造型33-35
• 2.4.4 透平全流道的三維造型35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第3章 網(wǎng)格劃分及數(shù)值計(jì)算的理論基礎(chǔ)36-45
• 3.1 液力透平的網(wǎng)格劃分36-40
• 3.1.1 網(wǎng)格的類型36-37
• 3.1.2 網(wǎng)格單元的分類37-38
• 3.1.3 網(wǎng)格劃分過程38-39
• 3.1.4 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性檢查39-40
• 3.2 流動(dòng)基本控制方程40-41
• 3.3 湍流模型41-43
• 3.4 常用的離散化方法43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第4章 液力透平的內(nèi)部流場(chǎng)模擬及性能預(yù)測(cè)45-56
• 4.1 數(shù)值模擬試驗(yàn)45-48
• 4.1.1 數(shù)值試驗(yàn)方案45-46
• 4.1.2 邊界條件的確定46-47
• 4.1.3 計(jì)算設(shè)置及收斂性的判定47-48
• 4.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析48-55
• 4.2.1 試驗(yàn)結(jié)果48-52
• 4.2.2 外特性預(yù)測(cè)及結(jié)果分析52-55
• 4.3 本章小結(jié)55-56
• 第5章 液力透平內(nèi)部流動(dòng)及運(yùn)行穩(wěn)定性分析56-72
• 5.1 導(dǎo)葉對(duì)液力透平內(nèi)部流動(dòng)性能的影響56-65
• 5.1.1 導(dǎo)葉對(duì)液力透平速度分布特性的影響56-61
• 5.1.2 導(dǎo)葉對(duì)液力透平壓力分布特性的影響61-65
• 5.2 導(dǎo)葉對(duì)液力透平運(yùn)行穩(wěn)定性能的影響65-69
• 5.2.1 蝸殼出口速度矩65-66
• 5.2.2 葉輪進(jìn)口速度矩66-69
• 5.3 導(dǎo)葉對(duì)液力透平運(yùn)行力特性的影響69-71
• 5.3.1 徑向力69-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論與展望72-74
• 1 結(jié)論72-73
• 2 存在的不足與展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 致謝77-78
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文78

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：273156