液力透平能量轉換特性及葉片厚度對性能影響的研究.pdf

1、在資源日益緊缺的今天，如何做到高效合理地利用資源已成為人們關注的焦點。液力透平作為一種能量回收裝置，在社會生產(chǎn)中逐漸得到一定的應用，但依然存在如效率低、穩(wěn)定性差等諸多方面的問題。國內外相關的研究主要集中在泵反轉作液力透平的外特性換算關系、力特性以及如何提高效率等方面。本文嘗試利用數(shù)值方法針對液力透平葉輪內的能量轉換特性進行了研究，并對液力透平葉輪內部能量發(fā)展變化的過程給出了初步理論的解釋。同時，在分析了能量轉換機理的基礎上，針對葉片的厚

2、度分布規(guī)律對液力透平性能的影響進行了研究，結合能量轉換特性分析，得到了透平葉片厚度變化對性能影響的基本規(guī)律和定性解釋。具體研究內容如下：
　　在穩(wěn)態(tài)模式下，針對液力透平的能量轉換特性進行了研究，提出了建立葉片中間流線監(jiān)測點的方法，并通過提取監(jiān)測點上的參數(shù)值來完成能量轉換特性的分析。研究表明：流體介質對液力透平葉輪的主要做功區(qū)域分布在葉片中間段位置，在葉片中間流線至后蓋板流線區(qū)域做功較多，進口段做功較少，而出口段幾乎不做功。液力透平

3、葉片載荷從進口至出口逐漸減小，在最優(yōu)工況下，作用于葉片上的凈載荷沿葉片徑向位置呈一條上凸的拋物線形分布。隨著流量的增加，液力透平葉輪內的壓頭逐漸增大，勢壓頭系數(shù)越大，葉輪的效率越高；動壓頭系數(shù)越大，葉輪內的能量損失越大。在液力透平內流場中，小流量工況時，相對速度從葉片進口至出口先緩慢減小后增大，流量增大至最優(yōu)工況以上時，相對速度從葉片進口至出口呈緩慢增大分布；葉片工作面上的相對速度要比背面的相對速度大。
　　針對液力透平葉片厚度變

4、化規(guī)律對性能的影響進行了研究。以給定的三種不同葉片厚度分布規(guī)律設計了液力透平葉輪，并進行了穩(wěn)態(tài)求解。研究表明：液力透平葉輪葉片厚度的變化對外特性有較大影響。在最大葉片厚度相同的情況下，在小流量至最優(yōu)工況流量之間，葉片進、出口厚度相對較薄的液力透平的葉輪效率要高于葉片進、出口厚度較厚時的情況。在最優(yōu)工況附近，具有翼型結構葉片厚度分布規(guī)律的液力透平有更為均勻的流場分布。液力透平葉片進、出口厚度較薄時，流體介質作用在葉片上的凈載荷較大，從而能