基于離心泵反轉(zhuǎn)液力透平的軸向力研究.pdf

1、離心泵反轉(zhuǎn)作液力透平可將其壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)泵、風(fēng)機(jī)等工作機(jī)做功或者用于發(fā)電，它具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低和性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。但泵反轉(zhuǎn)作為液力透平軸向力直接影響到液力透平的安全運(yùn)行，因此有必要對泵反轉(zhuǎn)作液力透平的力特性做研究，另外，研究證明，泵反轉(zhuǎn)作為液力透平時(shí)，在液力透平葉輪進(jìn)口添加導(dǎo)葉時(shí)能夠提高液力透平的效率及運(yùn)行的穩(wěn)定性，為此，本文設(shè)計(jì)了導(dǎo)葉，并制定了三種方案對液力透平的軸向力進(jìn)行研究，其中方案A是在導(dǎo)水部件處不添加導(dǎo)葉，方案B是導(dǎo)

2、葉與葉輪相對位置為0mm，方案C是導(dǎo)葉相對葉輪向后蓋板方向偏移1mm。本文主要做的工作如下:
　　 1.液力透平全流道模擬。本文以比轉(zhuǎn)速為84.5的單級單吸離心泵反轉(zhuǎn)作液力透平為研究對象，建立三維模型、進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后通過CFD軟件對液力透平的A、B、C三種方案進(jìn)行內(nèi)部流場全流道模擬。計(jì)算不同流量工況下液力透平的性能，找到最高效率點(diǎn)，然后分析最高效率點(diǎn)附近六個(gè)工況點(diǎn)的內(nèi)部流場及其外特性、力特性。通過分析發(fā)現(xiàn):相對于水泵設(shè)計(jì)流量

3、Qd而言，文中制定的三種方案的最高效率點(diǎn)的流量比Qd大，方案A的最高效率點(diǎn)在流量1.1Qd處，方案B及方案C最高效率點(diǎn)后移，在流量的1.3Qd處。添加導(dǎo)葉（方案B）后，液力透平的效率提高，導(dǎo)葉與葉輪的位置發(fā)生變化（方案C）時(shí)，效率降低。因此安裝導(dǎo)葉時(shí)，必須注意其與葉輪的相對位置。三種方案的壓頭和輸出功率都隨著流量的增加而增大;在各自最高效率點(diǎn)，方案B及方案C的壓頭比方案A的壓頭低，軸功率比方案A大。
　　 2.對液力透平模擬結(jié)果

4、進(jìn)行軸向力的分析。通過對液力透平的軸向力模擬結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn):液力透平軸向力由前后蓋板外表面產(chǎn)生的蓋板力、扭曲葉片引起的軸向分力以及除去葉片后整個(gè)葉輪內(nèi)表面受到水的壓力所引起的軸向力組成。A、B、C三種方案的軸向力隨著流量的增大而增大。添加導(dǎo)葉后軸向力在一定程度上減小;其減小原因是由于添加導(dǎo)葉后，蓋板力減?。ㄖ赶虮眠M(jìn)口方向），內(nèi)表面力增大（與泵進(jìn)口方向相反），最終造成總的軸向力的減小;導(dǎo)葉與葉輪的相對位置發(fā)生改變時(shí)，軸向力增大。另外，本