前彎型葉片葉輪液力透平水力性能研究.pdf

1、世界經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，能源需求隨之增長(zhǎng)，各國(guó)學(xué)者紛紛加大了對(duì)新能源技術(shù)的研究。在化工生產(chǎn)工藝流程以及小水電領(lǐng)域常常使用液力透平回收液體中的能量，目前國(guó)內(nèi)外多數(shù)使用離心泵反轉(zhuǎn)用作液力透平。在離心泵反轉(zhuǎn)用作液力透平的工程實(shí)踐中，現(xiàn)存的主要問(wèn)題有：高效點(diǎn)處效率偏低，高效工作區(qū)范圍較小等。分析產(chǎn)生這些問(wèn)題的原因主要有：其一，反轉(zhuǎn)用作液力透平的離心泵一般是按離心泵的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化的，并未針對(duì)反轉(zhuǎn)用作液力透平的使用工況進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化。當(dāng)離心泵反

2、轉(zhuǎn)用作液力透平時(shí)，蝸殼、葉輪等水力部件不適合液力透平的工況，導(dǎo)致液力透平的效率偏低；其二，反轉(zhuǎn)用作液力透平的離心泵葉輪葉片多數(shù)為后彎型，此種葉輪在透平工況下高效區(qū)范圍窄，當(dāng)流量變化較大時(shí)，液力透平的效率會(huì)快速下降；前彎型葉片葉輪液力透平的高效區(qū)范圍比后彎型葉片葉輪液力透平寬。本課題的主要工作如下：
　　1.對(duì)現(xiàn)有后彎型葉片葉輪進(jìn)行再設(shè)計(jì)，使用BladeGen設(shè)計(jì)了比轉(zhuǎn)速為59、107和145的前彎型葉片葉輪液力透平，供后續(xù)實(shí)驗(yàn)、數(shù)

3、值模擬使用。
　　2.通過(guò)數(shù)值模擬與試驗(yàn)對(duì)比，得到一種較為準(zhǔn)確模擬前彎型葉片葉輪液力透平的方法。
　　3.通過(guò)數(shù)值模擬比轉(zhuǎn)速為59、107和145的前彎型葉片葉輪液力透平，掌握了不同比轉(zhuǎn)速的前彎型葉片葉輪液力透平的外特性、流場(chǎng)分布以及水力損失分布等。
　　4.研究了葉片數(shù)、包角、葉輪外徑以及切割葉輪等對(duì)前彎型葉片葉輪液力透平的外特性、流場(chǎng)分布、水力損失的影響。
　　本文的創(chuàng)造性成果有：
　　1.對(duì)現(xiàn)有離心泵

4、作透平的后彎型葉輪進(jìn)行了改型，設(shè)計(jì)了前彎型葉片葉輪；通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果，找到了較為準(zhǔn)確的數(shù)值模擬方法。
　　2.對(duì)比轉(zhuǎn)速為59、107和145的前彎型葉片葉輪液力透平進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，得到了不同比轉(zhuǎn)速的前彎型葉片葉輪液力透平的外特性曲線，分析流場(chǎng)分布、水力損失分布規(guī)律，尋找優(yōu)化方向。
　　3.對(duì)前彎型葉片葉輪的幾個(gè)主要參數(shù)（葉片數(shù)、包角和葉輪外徑等）進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，得到了不同幾何參數(shù)下的前彎型葉片葉輪液力透