水轮机式液力透平的两相流动性能分析及蜗壳改型研究

发布时间：2024-05-12 04:29

　　液力透平能够用于回收工业流程中的余压能,是我国当前能源政策中重点开发的装备。在一些工业流程的余压能回收中,高压工质为气液两相混合物,此时要求液力透平能够在气液两相条件下高效稳定的运行。为揭示透平在两相工况下的气液相流动规律和能量转化机理,改善透平内部气相工质分布不均匀的现象,提高透平在两相工况下的能量回收效率,本文采用欧拉-欧拉粒子两相模型和SSTk-ω湍流模型对一水轮机式液力透平展开研究,探究了该模型在不同的气液两相工况下工作时的外特性能,研究了透平内部两相工质的流动规律,分析了透平内两相分离的机理以及透平做功能力随进口含气率下降的原因,提出了抑制蜗壳内气液分离的改型方案,并对方案效果进行了数值计算分析。研究结果表明,水轮机式液力透平在纯液工况工作时拥有90%的效率;随着透平入口工质中含气率的增加,透平的效率和输出功率明显下降,两相工质在蜗壳中的气液分离现象加剧,透平内部流场中的气相分布不均匀程度随之加剧,叶轮出口边的气相体积分数增大并产生气相聚集。与此同时,叶轮进口边发生回流,叶轮流道内吸力面的游涡变大,耗散的能量增大,压力面和吸力面压差降低,导致透平输出功率和效率降低。在蜗壳中蹭...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1我国潜在的可回收余能储量Fig.1-1China'spotentialrecoverableresidualenergyreserves

意义革命的推进，在石油化工行业推行清洁能源、保护业提高能效和降低污染，是我当前能源政策的主要划纲要（2006-2020）》中指出在能源领域工业节能要等能耗比较高的行业[1,2]。在合成氨、石油炼化、放出来的工质仍然具有余压能，它们都需要进行减是利用减压阀门来实现[3.4]。而余压....

图2-1气泡在混合工质中的受力Fig.2-1Theforceofthebubbleinthemixedworkingmedium

图2-1气泡在混合工质中的受力Fig.2-1Theforceofthebubbleinthemixedworkingm介质为气液两相工质时，气相会发生聚集，同本质是单独气泡的运动造成的。单独的气泡润滑力、升力、湍流耗散力和虚拟质量力的总流动特性的研究中，气....

图2-2多相流模型分类Fig.2-2Classificationofmultiphaseflowmodels

图2-2多相流模型分类Fig.2-2Classificationofmultiphaseflowmodels相模型的每种工质共享压力场，对其余变量进行单独求解。它的求中气液工质的实际流动状态。但是，这样的计算比均相的计算要复杂计算资源，存储空间，以及耗时更多。非均相....

图2-3模型结构图

=inoutPP何参数在透平工况时内部流场表现糟糕，气相分布不均匀，这也是能表现糟糕的原因。本文选取课题组设计的水轮机式液力透某合成氨工业过程设计，模型采取背靠背式转轮，增加双出留导叶，这样不仅可以抵消径向力，还可以改善透平内部流模型的导叶开度为11°，在本文的研究过程中，....

本文编号：3970864