低比转速泵反转液力透平性能预测及流道结构优化

发布时间：2022-02-04 16:11

　　液力透平是一种液体余压能量回收装置,可回收过程工业流程中高压液体的残余能量。泵反转作液力透平价格低廉、结构简单、型式多样、检查维护方便,应用最为广泛。对于泵反转液力透平而言,泵工况与透平工况之间性能换算关系是透平选型设计的关键,但低比转速泵反转作液力透平现有的性能换算关系式均不准确。此外,低比转速离心泵采用加大流量设计时,一般选用较大的叶轮出口宽度和叶片出口安放角。这导致其反转作液力透平时导致叶间流道收缩严重,效率低。基于此,本课题开展了低比转速泵反转液力透平性能换算关系修正方法、叶间流道流道收缩程度及叶片排挤程度对液力透平水力性能影响等方面的研究。主要工作内容及结论如下:1、分析了速度滑移和放大系数对低比转速泵反转液力透平性能换算关系的影响,提出一种性能换算的修正方法。采用计算流体动力学软件Fluent17.0对比转速为33⁸6的8台液力透平进行数值计算,得到其扬程、流量换算关系的修正系数。进一步建立了该修正系数与比转速的数学关系。通过已公开的7台低比转速泵反转液力透平试验结果验证,采用该修正系数计算的流量比与扬程比,比其他方法误差约减小3%¹

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

速度滑移机理PAT叶轮大都属于低比转速向心叶轮，叶片数远少于径流式水轮机，且流道

图 3.1 速度滑移机理于低比转速向心叶轮，叶片数远少于径程的影响不可忽略，故而速度滑移对泵多学者在建立 PAT 性能换算关系时工况速度滑移，致使 PAT 性能的预测泵由于其流道扩散相对严重，透平工况有考虑速度滑移是低比转速 PAT 性能泵而言，比转速和流量的越大其效率越和流量增加时泵效率增加较快。故而计时多采用加大流量的设计。加大流量比转速放大，设计时使用放大后的流量其在小流量工况下运行，从而一定程度

3.2.1 研究方案为了计算上文中提出的扬程换算和流量换算修正系数，并研究其随比转速变化的规律，选取比转速 Ns分别为 33、34、46、47、55、66、69、86 的 8 台低比转速 PAT 为研究对象。采用计算流体动力学软件 Fluent17.0 进行数值模拟。图 3.3为这 8 台 PAT 的全流场三维水力模型。Ns=33 Ns=34 Ns=46 Ns=473.2 数值模拟方案

【参考文献】：
期刊论文
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[3]介质黏度对泵作透平时性能换算的影响[J]. 杨军虎,雷蕾,张书玮,苗森春,严俊.  排灌机械工程学报. 2017(07)
[4]2种形式的液力透平叶轮外特性[J]. 杨孙圣,张慧,孔繁余,刘莹莹.  中南大学学报(自然科学版). 2017(04)
[5]叶轮切割对回收液力透平性能的影响[J]. 杨军虎,严俊,苗森春,雷蕾,郭元.  水泵技术. 2016(06)
[6]不同进口截面下液力透平非定常压力脉动计算[J]. 史广泰,杨军虎,苗森春,王晓晖.  航空动力学报. 2016(03)
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[8]叶片安放角变化规律对液力透平性能的影响[J]. 王桃,孔繁余,杨孙圣,陈凯,许荣军.  农业机械学报. 2015(10)
[9]基于神经网络预测液力透平压头和效率[J]. 杨军虎,许亭,王晓晖.  兰州理工大学学报. 2015(03)
[10]不同导叶数下液力透平蜗壳内压力脉动计算[J]. 史广泰,杨军虎,苗森春,李泰龙.  航空动力学报. 2015(05)

硕士论文
[1]气液两相介质下液力透平基本方程和换算关系曲线的研究[D]. 夏书强.兰州理工大学 2013



本文编号：3613522