靜葉可調(diào)型向心透平的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、靜葉可調(diào)型向心透平是一種以壓縮氣體為工質(zhì)的，用于小壓比工況下的動(dòng)力裝置。它將氣體的壓力能，轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸功輸出給負(fù)載設(shè)備，利用較小的壓降得到負(fù)載所需要的動(dòng)力。由于其靜葉柵的角度可調(diào)，該設(shè)備可以在非穩(wěn)定工況下發(fā)揮其在線調(diào)節(jié)的優(yōu)勢(shì)。
　　靜葉可調(diào)型向心透平可調(diào)參數(shù)較多，參數(shù)之間相互影響，存在耦合關(guān)系。本文采用力學(xué)三角形理論、數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，對(duì)這些復(fù)雜的關(guān)系做了深入的研究。主要工作如下:
　　(1)設(shè)計(jì)并加工了一

2、套實(shí)驗(yàn)設(shè)備，建立實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研究影響設(shè)備性能的因素;研究靜葉偏轉(zhuǎn)角對(duì)效率的影響，得出靜葉偏轉(zhuǎn)角最佳值;研究靜葉前緣和尾緣對(duì)性能的影響;研究相同工況下葉輪的葉片形狀和數(shù)量對(duì)性能的影響，并分析兩種葉輪形式的優(yōu)勢(shì)與不足。
　　(2)分析不同進(jìn)口壓力、出口壓力和流量下，透平的輸出軸功、負(fù)載轉(zhuǎn)速以及效率的變化情況，得出了隨著壓比增大，輸出軸功提高但是效率下降的結(jié)論，繪制了簡(jiǎn)單的透平工作曲線圖。
　　(3)運(yùn)用CFD軟件FLUENT對(duì)內(nèi)部

3、流場(chǎng)做了結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的數(shù)值模擬研究，研究發(fā)現(xiàn):靜葉的轉(zhuǎn)角最優(yōu)值與實(shí)驗(yàn)一致;靜葉的數(shù)量越多，對(duì)效率提升越有利，但是影響設(shè)備的可調(diào)節(jié)性;通過(guò)優(yōu)化靜葉的形狀發(fā)現(xiàn)，彎葉形的靜葉要比實(shí)驗(yàn)用靜葉效率提升4％左右;靜葉柵與葉輪的間隙對(duì)透平的性能有著重要的影響，間隙增大，效率以二次曲線的趨勢(shì)下降。
　　(4)提出了增加蝸殼結(jié)構(gòu)來(lái)優(yōu)化流場(chǎng)的方法。在原結(jié)構(gòu)中增加蝸殼結(jié)構(gòu)后設(shè)備效率有明顯的提升，且蝸殼較小時(shí)效果提升明顯;若將只將蝸殼替代靜葉柵結(jié)構(gòu)，設(shè)備