導葉對液力透平性能及運行穩(wěn)定性影響的研究.pdf

1、液力透平能夠回收高壓液體的能量，可將高壓液體的能量轉(zhuǎn)化為透平的旋轉(zhuǎn)機械能，直接驅(qū)動泵、風機等工作機做功或者輔助電機做功，實現(xiàn)對高壓液體能量的利用。在工業(yè)生產(chǎn)中可回收的高壓液體的壓力、流量千差萬別，需要的液力透平種類也很多。液力透平主要形式之一是用泵反轉(zhuǎn)作液力透平，包括單級和多級結(jié)構(gòu)。泵反轉(zhuǎn)作透平具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、產(chǎn)品種類眾多等優(yōu)點而應(yīng)用廣泛。但泵反轉(zhuǎn)作液力透平也存在一些缺點。文章針對這種液力透平的效率不高、運行不穩(wěn)定等方面存在的缺點

2、與不足，對其進行了如下幾個方面的研究并得到相關(guān)結(jié)論:
　　 文章選用比轉(zhuǎn)數(shù)為41、55.7和84.5的三種中低比轉(zhuǎn)數(shù)單級單吸離心泵反轉(zhuǎn)作為液力透平為對象，在透平蝸殼和葉輪之間添加固定導葉，并對其進行專門的水力設(shè)計，根據(jù)文章提出的方法計算得到了導葉的進口角α(a)、出口角α(o)，導葉高度bo等基本參數(shù)，并對蝸殼進行有利于透平運行的水力改進。設(shè)定了導葉數(shù)目不同的3×4=12種方案（文中的Aa～Cd方案）進行分類對比分析。通過FLU

3、ENT軟件數(shù)值計算發(fā)現(xiàn):添加導葉的液力透平的水力效率均明顯提升，表明文章中提出的方法是正確的，其設(shè)計的導葉是合理有效的。
　　 為研究導葉數(shù)的不同對液力透平性能的影響，文章對每個液力透平設(shè)計了三種導葉數(shù)，通過數(shù)值分析發(fā)現(xiàn):在文章所設(shè)計的導葉數(shù)內(nèi)，隨導葉數(shù)目的增加，最優(yōu)效率點和其他工況點的效率都有提高。以選用的比轉(zhuǎn)數(shù)為84.5的泵作透平為例，導葉數(shù)為11片的Cd方案比為9片的Cb方案最優(yōu)工況點效率高1.2％。
　　 通過對

4、比有無導葉的液力透平的內(nèi)部流場，發(fā)現(xiàn):無論在最優(yōu)工況還是偏離最優(yōu)工況的流量下導水部件后的葉輪流道中，壓力、速度矢量等分布均較無導葉液力透平有較大改善，內(nèi)部區(qū)域葉輪各流道內(nèi)部壓力分布沿流道梯度變化均勻，較為對稱;葉輪流道內(nèi)漩漩渦數(shù)量減少、局部部位渦消失，漩渦的尺寸明顯變小，回流、脫流和橫向流動等二次流現(xiàn)象也明顯減弱。
　　 對有導葉的液力透平，導葉的進、出口環(huán)量（或速度矩），即透平蝸殼出口、葉輪進口的環(huán)量和無導葉時進行比較分析。雖