多級(jí)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(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電或者其他耗能機(jī)械做功，從而實(shí)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(jiǎn)單、成本低、規(guī)格齊全等優(yōu)點(diǎn)，它包括單級(jí)液力透平和多級(jí)液力透平，單級(jí)液力透平主要應(yīng)用在中低功率中，而多級(jí)液力透平則可以在大功率的情況下運(yùn)行。
　　本文針對(duì)多級(jí)離心泵作透平時(shí)與泵工況時(shí)的參數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，并對(duì)多級(jí)離心泵作透平時(shí)的水力性能進(jìn)行了

2、預(yù)測(cè)。在對(duì)多級(jí)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(jí)離心泵作為研究對(duì)象，對(duì)上述的問題進(jìn)行研究。
　　1、理論分析。多級(jí)離心泵在正反工況時(shí)的損失分別包括機(jī)械摩擦損失、泄漏損失和水力損失;機(jī)械效率與容積效率通過理論計(jì)算得出，從而獲得多級(jí)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(dǎo)葉中的水力損失和級(jí)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(jì)，吸

3、入室的水力損失、壓出室的水力損失通過理論計(jì)算獲得，同時(shí)得到泵工況時(shí)葉輪和導(dǎo)葉的水力效率，在透平工況時(shí)多級(jí)離心泵反轉(zhuǎn)，通過計(jì)算獲得葉輪和導(dǎo)葉在反轉(zhuǎn)時(shí)的水力效，結(jié)合級(jí)間損失得到多級(jí)離心泵在透平工況時(shí)的水力效率;通過對(duì)多級(jí)離心泵在正反工況下進(jìn)出口的速度三角形進(jìn)行分析，獲得多級(jí)離心泵在正反轉(zhuǎn)時(shí)在最優(yōu)效率點(diǎn)的流量的關(guān)系;根據(jù)動(dòng)量矩定理可以得到多級(jí)離心泵在泵工況和透平工況時(shí)的揚(yáng)程和壓頭的關(guān)系。通過總上所得到的三個(gè)關(guān)系式，可以求得一臺(tái)多級(jí)離心泵在透平

4、工況時(shí)的壓頭、流量和水力效率?？紤]多級(jí)離心泵作透平時(shí)的機(jī)械效率和容積效率，就可以得到透平時(shí)的總的效率。
　　2、數(shù)值分析及性能預(yù)測(cè)。對(duì)比轉(zhuǎn)速為60、68.6和112.5的多級(jí)離心泵進(jìn)行數(shù)值分析，分別得到多級(jí)離心泵在透平工況和泵工況時(shí)的外特性曲線。從曲線可知，多級(jí)離心泵在透平工況時(shí)最優(yōu)效率點(diǎn)的流量和壓頭分別高于泵工況時(shí)最優(yōu)效率點(diǎn)的流量和揚(yáng)程，而水力效率正好相反，透平工況時(shí)的最優(yōu)效率低于泵工況時(shí)的最優(yōu)效率。對(duì)多級(jí)離心泵透平時(shí)與泵工況時(shí)

5、最優(yōu)效率點(diǎn)的流量比值、揚(yáng)程比值、功率比值和效率比值分別隨比轉(zhuǎn)速的變化進(jìn)行分析，多級(jí)離心泵在透平工況與泵工況時(shí)流量比值q隨著比轉(zhuǎn)速的增加而減小，壓頭與揚(yáng)程的比值h卻隨著比轉(zhuǎn)速的增加而增大。同時(shí)將數(shù)值計(jì)算的結(jié)果跟理論分析的結(jié)果進(jìn)行比較，兩者的結(jié)果基本吻合，這也證明了理論分析的準(zhǔn)確性。
　　3、多級(jí)泵透平內(nèi)部流場(chǎng)分析。對(duì)多級(jí)離心泵作透平時(shí)吸入室、壓出室、導(dǎo)葉和葉輪中的流場(chǎng)進(jìn)行分析和水力損失的分析，在吸入室和壓出室中的相對(duì)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(jí)離心泵透平時(shí)最優(yōu)效率點(diǎn)附近水力損失很小可以忽略不計(jì)。在導(dǎo)葉中的反導(dǎo)葉中相對(duì)速度分布不均，在反導(dǎo)葉的葉片凹面的速度大，并在反導(dǎo)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(dǎo)葉中相對(duì)速度分布均勻，在擴(kuò)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(shí)在導(dǎo)葉中的損失隨著流量的增加而增大，根據(jù)計(jì)算在導(dǎo)葉中無沖擊損失時(shí)為1.5倍泵的設(shè)計(jì)流量。在葉輪中靜壓力從進(jìn)口到出口逐漸降低，層次