【摘要】：能源是推動國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動力,如何合理的應(yīng)用現(xiàn)有的能源是當(dāng)今社會發(fā)展面臨的主要問題。液力透平是一種回收液體壓力余能的裝置,具有價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)簡單等多種優(yōu)點(diǎn)。在化工過程工業(yè)中,存在具有高壓能量的液體,利用液力透平可回收這部分高壓液體的能量。然而在實(shí)際化工生產(chǎn)中,其產(chǎn)量是根據(jù)要求調(diào)節(jié),這時(shí)生產(chǎn)的流量也會隨之變化,但其壓力由于生產(chǎn)工藝的要求一般保持不變。為了適應(yīng)化工過程工業(yè)中生產(chǎn)調(diào)節(jié)對透平性能的影響,要求液力透平的進(jìn)出口壓頭隨流量的變化較小,即液力透平的壓頭和功率隨流量的變化較小,壓頭-流量曲線和功率-流量曲線比較平坦,以保證生產(chǎn)工藝要求和液力透平機(jī)組能夠穩(wěn)定工作。因此,本文采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,選取一臺單級單吸離心泵反轉(zhuǎn)作液力透平為研究對象,以此來分析幾何參數(shù)對液力透平性能的影響。本文主要的研究內(nèi)容和研究結(jié)果如下:1、在液力透平蝸殼內(nèi)速度矩守恒的前提下,推導(dǎo)得出了透平理論壓頭和功率隨流量及透平幾何參數(shù)變化的關(guān)系式,通過對此關(guān)系式研究得到影響透平外特性曲線斜率的幾何參數(shù)為:蝸殼包角、葉片出口角、葉片出口邊參數(shù)和葉片數(shù)。2、選取一臺低比轉(zhuǎn)速泵反轉(zhuǎn)作透平為研究對象,改變蝸殼包角、葉片出口角、葉片出口邊參數(shù)和葉片數(shù)等幾何參數(shù)確定了13種研究方案,利用ANSYS-Fluent軟件對13種方案進(jìn)行數(shù)值模擬和試驗(yàn)。結(jié)果表明:蝸殼包角的適當(dāng)減小,葉片出口角的適當(dāng)增大,會使壓頭-流量曲線和功率-流量曲線變得平坦;存在最佳葉片出口邊位置和最佳葉片數(shù)可使得透平壓頭-流量曲線和功率-流量曲線更加平坦。其中蝸殼包角對壓頭-流量曲線和功率-流量曲線斜率的影響顯著。3、通過對比上述13種模型泵反轉(zhuǎn)作透平高效點(diǎn)附近的內(nèi)流場得出,在透平高效點(diǎn)附近,隨蝸殼包角的增大,透平的進(jìn)、出口壓差增大,符合液力透平壓頭-流量曲線和功率-流量曲線隨蝸殼包角增大而變陡的規(guī)律。液力透平在高效點(diǎn)附近運(yùn)行時(shí),流道內(nèi)速度較小,流動較為平穩(wěn)。隨著蝸殼包角的增加,葉輪進(jìn)口處的漩渦有減小的趨勢。葉輪入口處速度流線較為混亂,隨著葉片數(shù)的增多,旋渦區(qū)域逐漸減小,流體的流動情況得到改善。
【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】：2019
【分類號】：TQ051.21
【圖文】：

何參數(shù)對透平性能的影響。再將透平外特性曲析得出泵工況和透平工況下幾何參數(shù)對外特性律。論壓頭本方程式歐拉方程出發(fā)，推導(dǎo)液力透平的理論反轉(zhuǎn)作透平，各幾何參數(shù)對透平理論壓頭的影平的理論壓頭泵作液力透平，高壓流體由蝸殼流入葉輪，流該過程滿足歐拉方程[9]： =1 ( 2 2 1 1 ) 透平的理論壓頭，下標(biāo) 2 表示透平葉輪進(jìn)口，輪進(jìn)出口速度三角形如圖 2.1 中所示。

透平幾何參數(shù)對其外特性曲線的影響研式代入(2.4)中 可得： = 60 ( 2 2 2 1 1 1) 2 2 123600 蝸殼及進(jìn)入葉輪前按等速度矩規(guī) 2 2= （常數(shù)）

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 苗森春;楊軍虎;史廣泰;;蝸殼截面形狀對液力透平性能的影響[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào);2015年05期

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3 楊軍虎;許亭;王曉暉;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測液力透平壓頭和效率[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào);2015年03期

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6 史廣泰;楊軍虎;;液力透平進(jìn)口截面對水力損失及速度矩的影響[J];西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年01期

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9 阮輝;廖偉麗;趙亞萍;羅興

本文編號：2718685