【摘要】：隨著全球傳統(tǒng)化石能源儲(chǔ)量的銳減以及現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)對(duì)能源的需求的加大背景下,十九大政府報(bào)告中多次強(qiáng)調(diào)建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)。然而在現(xiàn)存的石油、化工、海水淡化、鋼鐵冶金等行業(yè)內(nèi)卻存在將高壓液體余壓能通過(guò)減壓閥減壓到實(shí)際所需低壓或者直接排出。這樣就造成了大量流體壓力能直接散失在環(huán)境中,造成能量浪費(fèi),如果能將這部分能量進(jìn)行合理利用不僅可以降低生產(chǎn)成本也可以減少碳的排放。液力透平裝置能夠回收高余壓液體能量,并且將高余壓液體能量轉(zhuǎn)為機(jī)械能加以利用。因此本文基于水輪機(jī)引水室設(shè)計(jì)理論,計(jì)算相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)了常規(guī)水輪機(jī)蝸殼式進(jìn)水室、變異多級(jí)泵渦室式進(jìn)水室、多級(jí)泵環(huán)形壓水室式進(jìn)水室三種典型類型的進(jìn)水室,研究了三種不同形式進(jìn)水室水力性能及流場(chǎng)特性,并探討了三種不同形式下二級(jí)液力透平的級(jí)能利用、過(guò)流能力、以及最優(yōu)的工況,為研究更多級(jí)的液力透平提供支持。以PRO/E軟件為工具,本文是基于水輪機(jī)模式蝸殼設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)液力透平進(jìn)水室型式包括型式A-常規(guī)水輪機(jī)模式下蝸殼式進(jìn)水室、型式B-變異多級(jí)泵模式下渦室式進(jìn)水室、型式C-多級(jí)泵環(huán)形壓水室模式下進(jìn)水室,三種不同種類共6個(gè)進(jìn)水室進(jìn)行二級(jí)液力透平的三維建模。以設(shè)計(jì)的模型為研究對(duì)象,利用CFD數(shù)值模擬方法,對(duì)三種液力透平在不同流量0.6Qr、0.8Qr、1.0Qr、1.2Qr、1.4Qr共計(jì)30個(gè)工況分別進(jìn)行了流場(chǎng)的數(shù)值模式計(jì)算與分析,分析了三種模式進(jìn)水室二級(jí)液力透平的Q-η、Q-H,的外特性曲線和各個(gè)部分的能量損失,以及內(nèi)特性的壓力和速度流線分布情況。根據(jù)它們各自的能量情況,得出各自最優(yōu)的運(yùn)行工況和過(guò)流能力以及最優(yōu)效率等。通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比得出三種模式下二級(jí)級(jí)能利用效果并進(jìn)行分析研究,對(duì)研究更高級(jí)液力透平有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK730.2
【圖文】：

圖 1-1 水力透平能量利用原理圖Fig. 1-1 Principle of Energy Utilization of Hydraulic Turbines傳統(tǒng)水力透平[50]常用泵反轉(zhuǎn)作為透平原動(dòng)機(jī)，利用壓力水沖動(dòng)水泵葉輪，使水泵反轉(zhuǎn)產(chǎn)生動(dòng)力將液體高壓能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能 ，實(shí)現(xiàn)余能回收。但是在更高余壓、更高水頭下其也存在缺點(diǎn)：效率低、高效工作范圍窄、穩(wěn)定性較差。如圖 1-2 所示

圖 1-1 水力透平能量利用原理圖Fig. 1-1 Principle of Energy Utilization of Hydraulic Turbines傳統(tǒng)水力透平[50]常用泵反轉(zhuǎn)作為透平原動(dòng)機(jī)，利用壓力水沖動(dòng)水泵葉輪，使水泵轉(zhuǎn)產(chǎn)生動(dòng)力將液體高壓能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能 ，實(shí)現(xiàn)余能回收。但是在更高余壓高水頭下其也存在缺點(diǎn)：效率低、高效工作范圍窄、穩(wěn)定性較差。如圖 1-2 所示

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