本文關(guān)鍵詞：基于離心泵反轉(zhuǎn)作液力透平徑向力的研究，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,將高壓液體的能量轉(zhuǎn)換為機械能,然后直接驅(qū)動泵、風(fēng)機等工作機做功或者輔助電機做功。液力透平的主要形式之一是用泵反轉(zhuǎn)作液力透平,它具有結(jié)構(gòu)簡單、運行穩(wěn)定、成本低、產(chǎn)品種類眾多等優(yōu)點。無論是泵還是液力透平,都存在徑向力的問題,本文通過數(shù)值模擬方法對液力透平的徑向力進(jìn)行研究,主要內(nèi)容和結(jié)論如下： 1、選用比轉(zhuǎn)速為23.1、41、46、55.7、84.5的五種低比轉(zhuǎn)速泵反轉(zhuǎn)作液力透平,利用CFD軟件進(jìn)行數(shù)值模擬試驗。首先建立液力透平的三維模型、進(jìn)行網(wǎng)格劃分,然后進(jìn)行透平內(nèi)部流場模擬。對于每臺液力透平,計算不同流量下的性能,找到最高效率點,然后分析最高效率點附近五個工況點的內(nèi)部流場及其外特性、力特性。通過分析發(fā)現(xiàn)：液力透平的壓頭和輸出功率都隨著流量的增加而增大；相對于水泵設(shè)計流量Qn辦而言,液力透平最高效率點時的流量比Qn要大,透平的高效區(qū)范圍比泵工況要寬；隨著比轉(zhuǎn)速的增大,液力透平最高效率點時的流量Q與泵設(shè)計流量Qn的比值,有逐漸減小的趨勢。 2、對液力透平模擬結(jié)果進(jìn)行徑向力的分析。首先,對五臺液力透平的徑向力模擬結(jié)果進(jìn)行分析得到：徑向力的大小隨著流量的增加而增大；同一臺液力透平的徑向力的方向隨流量不同在沿液流運動方向與隔舌成90°－150°夾角。再次,選擇ns=84.5的模型,對泵工況和透平工況時的徑向力進(jìn)行對比得到：在相同流量下,透平工況時葉輪所受徑向力比泵工況時要��；透平在Q=1.2Qn時效率最高,此時所受的徑向力大于泵在設(shè)計流量Qn時的徑向力。最后,選ns=41、55.7兩臺液力透平進(jìn)行有、無導(dǎo)葉的數(shù)值模擬,結(jié)果發(fā)現(xiàn)：加導(dǎo)葉時,液力透平的徑向力會變小,導(dǎo)葉能起到減小徑向力的作用。 3、由揚程無因次系數(shù)和徑向力的計算公式得出液力透平徑向力的無因次系數(shù)κ=F/ρn2n2D23B2。根據(jù)模擬結(jié)果,對不同比轉(zhuǎn)速的液力透平的徑向力進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：隨著流量的增加,液力透平的壓頭和徑向力也逐漸增加；比轉(zhuǎn)速較小時,徑向力的無因次系數(shù)κ受流量的影響較小,受揚程的影響較大；隨著比轉(zhuǎn)速的增加,κ值受流量的影響逐漸增大,受壓頭的影響逐漸變小。 4、對于同一比轉(zhuǎn)速的液力透平而言,在最高效率點附近,使用離心泵徑向力的計算公式來計算液力透平的Kr值得到：Kr值隨流量的增加而基本相等,偏向于逐漸減小的趨勢,個別點除外；Kr值和流量變化的關(guān)系不大,Kr隨比轉(zhuǎn)速的變化還有待進(jìn)一步的研究。
【關(guān)鍵詞】：液力透平 徑向力 離心泵 性能預(yù)測 數(shù)值模擬 無因次
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題研究的目的及意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容13
• 1.4 本章小結(jié)13-14
• 第2章 CFD流動理論14-22
• 2.1 數(shù)值分析基本概述14-15
• 2.2 CFD數(shù)值分析15-21
• 2.2.1 CFD數(shù)值分析步驟15
• 2.2.2 流動控制方程15-17
• 2.2.3 控制方程的離散化17-18
• 2.2.4 湍流模型理論18-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第3章 液力透平的數(shù)值模擬22-31
• 3.1 液力透平三維實體模型的建立22-25
• 3.1.1 三維建模軟件Pro/E22
• 3.1.2 葉輪實體建模22-23
• 3.1.3 蝸殼實體建模23-24
• 3.1.4 液力透平三維模型24-25
• 3.2 網(wǎng)格劃分25-28
• 3.2.1 網(wǎng)格類型25-27
• 3.2.2 Fluent前處理軟件Gambit簡介27
• 3.2.3 網(wǎng)格的劃分27-28
• 3.3 FLUENT數(shù)值模擬28-30
• 3.3.1 啟動FLUENT求解器28
• 3.3.2 計算網(wǎng)格的讀入28
• 3.3.3 統(tǒng)一單位和合并耦合面28-29
• 3.3.4 網(wǎng)格檢查和光順網(wǎng)格29
• 3.3.5 設(shè)置模型29
• 3.3.6 設(shè)置邊界條件29-30
• 3.3.7 模型的求解與初始化30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第4章 液力透平模擬結(jié)果及性能分析31-42
• 4.1 液力透平性能換算關(guān)系式31-32
• 4.2 數(shù)值模擬結(jié)果顯示32-36
• 4.3 壓力云圖和速度矢量圖36-41
• 4.4 本章小結(jié)41-42
• 第5章 液力透平徑向力的分析42-60
• 5.1 徑向力數(shù)學(xué)模型的計算方法42-43
• 5.1.1 壓力合成法42
• 5.1.2 直接積分法42-43
• 5.2 徑向力模擬結(jié)果的分析43-56
• 5.2.1 液力透平徑向力的分析43-48
• 5.2.2 泵和液力透平徑向力的比較48-53
• 5.2.3 導(dǎo)葉對液力透平徑向力的影響53-56
• 5.3 徑向力系數(shù)56-60
• 5.3.1 無因次系數(shù)K56-57
• 5.3.2 徑向力系數(shù)K_r57-60
• 結(jié)論與展望60-62
• 1 結(jié)論60-61
• 2 存在的不足與展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-64
• 致謝64-65
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文65

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊軍虎;袁亞飛;蔣云國;馬文瑛;宋懷德;;離心泵反轉(zhuǎn)作為能量回收透平的性能預(yù)測[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報;2010年01期

2 鞠茂偉;常宇清;周一卉;;工業(yè)中液體壓力能回收技術(shù)綜述[J];節(jié)能技術(shù);2005年06期

3 朱玉才,梁冰,張永利,薛強,蘇榮華;離心泵無分離條件下葉片型線方程研究[J];機械工程學(xué)報;2003年03期

4 張淑佳;李賢華;朱保林;胡清波;;k-ε渦粘湍流模型用于離心泵數(shù)值模擬的適用性[J];機械工程學(xué)報;2009年04期

5 黃思;吳玉林;;離心泵內(nèi)三維流場非對稱性及泵受力的數(shù)值分析[J];流體機械;2006年02期

6 俞志君;王基;劉敏;;離心泵蝸殼參數(shù)化三維造型的研究[J];流體機械;2009年10期

7 王洋;何文俊;;基于Fluent的無過載離心泵改型設(shè)計[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2009年09期

8 劉甲凡;泵作水輪機運行的特性分析[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;1997年03期

9 劉小兵;程良駿;;離心水泵用作水輪機時的特性分析及問題討論[J];排灌機械;1993年03期

10 戴玉姝,王霄,蔡蘭;離心泵葉輪扭曲葉片參數(shù)化實體造型方法探討[J];排灌機械;2004年01期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 袁亞飛;基于離心泵的水力透平的流場分析及性能預(yù)測[D];蘭州理工大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：基于離心泵反轉(zhuǎn)作液力透平徑向力的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：443675