本文關鍵詞：氣液兩相介質下液力透平力特性的研究

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【摘要】：液力透平是一種能量回收裝置,它可以對工藝流程中的高壓液體能量進行再利用。在實際工業(yè)生產(chǎn)中流入液力透平的高壓液體中是含有介氣體質的,然而氣體的存在不僅影響透平的內部流動,而且還會影響到透平所受的徑向力和軸向力。所以研究泵反轉作透平在氣液兩相介質中的內部流動情況和所受徑向力和軸向力的影響是非常有意義的。本文通過CFD軟件對液力透平在進口氣體體積分數(shù)分別為φ=0.00、0.05、0.10、0.15、0.20的氣液兩相流進行數(shù)值模擬,同時在流量qv,t=78、83.2、88.4、93.6、98.8m3/h這5個工況點對透平所受徑向力和軸向力進行研究,主要內容和結論如下： 1.通過比較和分析透平在不同進口氣體體積分數(shù)下的外特性可知：透平在清水介質時的效率是最高的,在氣液兩相介質時透平的效率隨著進口氣體體積分數(shù)的增加而逐漸變小,這說明氣體的存在對透平效率的影響是很大；透平在氣液兩相介質時的功率總體要低于其在清水介質中的功率,且功率是隨著進口氣體體積分數(shù)的變大而逐漸變小的；氣液兩相介質時,透平的壓頭隨著進口氣體體積分數(shù)的增大而增大,隨著流量增大而增大。 2.通過對透平內部流場的分析可知,透平內部氣液兩相介質的流動隨著進口氣體體積分數(shù)的增大變得不斷加劇,相對速度也隨之變大；透平內部充滿氣體但是分布的并不是很均勻,透平從進口到出口的壓力是逐漸變小的,因此氣體膨脹開來使其在出口處的進口氣體體積分數(shù)變大。 3.徑向力是影響透平穩(wěn)定運行的主要因素之一,通過CFD數(shù)值計算得到透平在不同進口氣體體積分數(shù)下所受徑向力的大小和方向,分析徑向力對液力透平的影響；氣液兩相介質時透平的徑向力隨著流量的增加先減小而后增大,隨著進口氣體體積分數(shù)的增大而逐漸變小,徑向力的方向在沿液流距隔舌80°-130°角之間。 4.軸向力是影響透平穩(wěn)定運行的主要因素之一,為了實現(xiàn)透平軸向力的定量求解,研究其軸向力受介質的影響和隨介質的變化規(guī)律。通過CFD數(shù)值模擬對透平在不同流量及不同進口氣體體積分數(shù)的氣液兩相介質中進行數(shù)值模擬,得到透平所受的軸向力、變化規(guī)律以及對透平的影響；在氣液兩相流介質時,透平的軸向力隨著流量的增大而先減小后增大,隨著進口氣體體積分數(shù)的增加逐漸減小。
【關鍵詞】：液力透平 徑向力 軸向力 離心泵 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 研究背景和研究意義10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 泵反轉作液力透平11-15
• 1.2.2 PAT的應用及產(chǎn)生的問題15-17
• 1.3 氣液兩相流泵研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 氣液兩相流泵研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.2 氣液兩相流研究進展19-20
• 1.4 本章小結20-21
• 第2章 CFD數(shù)值計算的基本理論21-28
• 2.1 引言21
• 2.2 數(shù)值模擬時的湍流模型21-22
• 2.3 數(shù)值計算應用的離散方法22-23
• 2.4 多相流的數(shù)值模型的選擇23-25
• 2.5 兩相流的控制方程25-27
• 2.6 本章小結27-28
• 第3章 液力透平模型建立和網(wǎng)格劃分28-40
• 3.1 液力透平的實體建模28-31
• 3.1.1 液力透平葉輪的建模28-29
• 3.1.2 液力透平蝸殼模型的建立過程29-30
• 3.1.3 液力透平整機實體模型生成30-31
• 3.2 網(wǎng)格的劃分31-37
• 3.2.1 Gambit軟件的簡單介紹31-32
• 3.2.2 劃分網(wǎng)格32-37
• 3.3 網(wǎng)格質量的檢查37-38
• 3.3.1 網(wǎng)格質量分析37
• 3.3.2 網(wǎng)格質量控制37-38
• 3.4 流場邊界條件38-39
• 3.4.1 基本假設38
• 3.4.2 邊界條件的設定38-39
• 3.4.3 數(shù)值模擬的收斂指標39
• 3.5 本章小結39-40
• 第4章 液力透平外特性和內流場的分析40-48
• 4.1 液力透平外特性分析40-43
• 4.2 變含氣量時透平內流場的分布及對透平的影響43-47
• 4.5 本章小結47-48
• 第5章 液力透平徑向力和軸向力的分析48-62
• 5.1 液力透平徑向力的分析48-53
• 5.1.1 離心泵徑向力產(chǎn)生的原因48
• 5.1.2 徑向力的計算方法48-49
• 5.1.3 透平所受徑向力的計算結果49-51
• 5.1.4 不同氣體體積分數(shù)對透平徑向力的影響51-53
• 5.2 液力透平軸向力的分析53-60
• 5.2.1 透平軸向力產(chǎn)生的原因53-54
• 5.2.2 透平軸向力的模擬結果及計算54-59
• 5.2.3 不同氣體體積分數(shù)對透平軸向力的影響59-60
• 5.3 本章小結60-62
• 結論與展望62-64
• 1 結論62-63
• 2 存在的不足與展望63-64
• 2.1 不足63
• 2.2 展望63-64
• 參考文獻64-67
• 致謝67-68
• 附錄A 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文68

【參考文獻】

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;;離心泵反轉作為能量回收透平的性能預測[J];蘭州理工大學學報;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綜述[J];節(jié)能技術;2005年06期

3 盧金鈴 ,席光 ,祁大同;氣液兩相流泵的研究進展[J];流體機械;2001年12期

4 楊軍虎;張雪寧;王曉暉;孫慶沖;張建華;;能量回收液力透平研究綜述[J];流體機械;2011年06期

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

6 Fred Buse;薛敦松;;將離心泵當作水力透平使用[J];化工與通用機械;1981年10期

7 陳剛;;加氫裝置用能分析及節(jié)能措施[J];齊魯石油化工;2007年03期

8 杜延茂;水泵用作發(fā)電時的性能分析[J];四川工業(yè)學院學報;1999年01期

9 余良儉，陳允中;液力能量回收透平在石化行業(yè)中的應用[J];石油化工設備技術;1996年04期

10 楊孫圣;孔繁余;宿向輝;陳浩;;泵及泵用作透平時的數(shù)值模擬與外特性實驗[J];西安交通大學學報;2012年03期

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本文編號：713428