多級液力透平參數(shù)之間關(guān)系的研究.pdf

1、液力透平能夠回收高壓液體中的能量，將壓力能轉(zhuǎn)化為軸功來驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電或者其他耗能機械做功，從而實現(xiàn)高壓液體中的能量的回收利用。液力透平的主要形式之一是泵反轉(zhuǎn)作透平，泵反轉(zhuǎn)作透平的具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、規(guī)格齊全等優(yōu)點，它包括單級液力透平和多級液力透平，單級液力透平主要應用在中低功率中，而多級液力透平則可以在大功率的情況下運行。
　　本文針對多級離心泵作透平時與泵工況時的參數(shù)之間的關(guān)系進行了研究，并對多級離心泵作透平時的水力性能進行了

2、預測。在對多級離心泵的研究過程中，選用比轉(zhuǎn)速分別為60、68.6和112.5的多級離心泵作為研究對象，對上述的問題進行研究。
　　1、理論分析。多級離心泵在正反工況時的損失分別包括機械摩擦損失、泄漏損失和水力損失;機械效率與容積效率通過理論計算得出，從而獲得多級離心泵的水力效率。水力損失中主要包括吸入室的水力損失、壓出室的水力損失、葉輪中的水力損失、導葉中的水力損失和級間水力損失，吸入室的水力損失與壓出室的水力損失可以忽略不計，吸

3、入室的水力損失、壓出室的水力損失通過理論計算獲得，同時得到泵工況時葉輪和導葉的水力效率，在透平工況時多級離心泵反轉(zhuǎn)，通過計算獲得葉輪和導葉在反轉(zhuǎn)時的水力效，結(jié)合級間損失得到多級離心泵在透平工況時的水力效率;通過對多級離心泵在正反工況下進出口的速度三角形進行分析，獲得多級離心泵在正反轉(zhuǎn)時在最優(yōu)效率點的流量的關(guān)系;根據(jù)動量矩定理可以得到多級離心泵在泵工況和透平工況時的揚程和壓頭的關(guān)系。通過總上所得到的三個關(guān)系式，可以求得一臺多級離心泵在透平

4、工況時的壓頭、流量和水力效率。考慮多級離心泵作透平時的機械效率和容積效率，就可以得到透平時的總的效率。
　　2、數(shù)值分析及性能預測。對比轉(zhuǎn)速為60、68.6和112.5的多級離心泵進行數(shù)值分析，分別得到多級離心泵在透平工況和泵工況時的外特性曲線。從曲線可知，多級離心泵在透平工況時最優(yōu)效率點的流量和壓頭分別高于泵工況時最優(yōu)效率點的流量和揚程，而水力效率正好相反，透平工況時的最優(yōu)效率低于泵工況時的最優(yōu)效率。對多級離心泵透平時與泵工況時

5、最優(yōu)效率點的流量比值、揚程比值、功率比值和效率比值分別隨比轉(zhuǎn)速的變化進行分析，多級離心泵在透平工況與泵工況時流量比值q隨著比轉(zhuǎn)速的增加而減小，壓頭與揚程的比值h卻隨著比轉(zhuǎn)速的增加而增大。同時將數(shù)值計算的結(jié)果跟理論分析的結(jié)果進行比較，兩者的結(jié)果基本吻合，這也證明了理論分析的準確性。
　　3、多級泵透平內(nèi)部流場分析。對多級離心泵作透平時吸入室、壓出室、導葉和葉輪中的流場進行分析和水力損失的分析，在吸入室和壓出室中的相對速度和靜壓力分布

6、不均勻，水力損失隨流量的增加而增大，但是在多級離心泵透平時最優(yōu)效率點附近水力損失很小可以忽略不計。在導葉中的反導葉中相對速度分布不均，在反導葉的葉片凹面的速度大，并在反導葉中出現(xiàn)大量漩渦，壓力分布梯度不明顯，變化劇烈;在正導葉中相對速度分布均勻，在擴散段靜壓力逐漸降低分布層次分明，但是在螺旋線段壓力不均勻，同時在導葉中的損失隨著流量的增加而增大，根據(jù)計算在導葉中無沖擊損失時為1.5倍泵的設計流量。在葉輪中靜壓力從進口到出口逐漸降低，層次