冷却塔用超低比转速混流式水轮机的研究

发布时间：2017-07-15 17:35

  本文关键词：冷却塔用超低比转速混流式水轮机的研究

  更多相关文章： 冷却塔 超低比转速 优化设计 数值模拟

【摘要】：工业生产中冷却塔设备使用的风机电动机电能消耗量很大,并且冷却塔内循环冷却水一般都具有一定的剩余水头被浪费。通过对冷却塔设备工作环境进行分析,在深入研究传统发电用水轮机工作特点的基础上,借鉴传统发电用混流式水轮机的设计理论,通过数值模拟的方法开发出性能良好的新型混流式节能水轮机用于替代冷却塔风机电动机达到节能的目的。本文首先对冷却塔用水轮机的工作环境特点进行分析确定适用于冷却塔工作环境的水轮机型式为混流式。参照相近水头和比转速、性能优秀的转轮水力模型全流道的几何参数设计出转轮的初始方案,并初步设计出固定导叶、蜗壳和尾水管等过流部件。然后对初步设计的水轮机进行全流道三维实体造型和数值模拟,并根据数值模拟结果对初步设计方案进行调整,直至水轮机运行的水头、效率等基本参数满足设计要求。最后,通过数值模拟计算最优方案水轮机在不同流量下水轮机水头、效率等的性能曲线。研究出的新型水轮机不仅可以节能,而且也为其他行业对富余能源的合理利用提供借鉴。
【关键词】：冷却塔 超低比转速 优化设计 数值模拟
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK733.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 选题背景及意义8-10
• 1.2 国内外研究进展10-13
• 1.3 本文主要内容13-14
• 2 水轮机型式选择14-19
• 2.1 水轮机基本参数14
• 2.2 冷却塔用水轮机在水流系统中的工作原理14
• 2.3 冷却塔用水轮机与常规发电用水轮机的差别14-15
• 2.4 水轮机的超低比转速特性15
• 2.5 水轮机型式的选择15-16
• 2.6 混流式水轮机的介绍16-17
• 2.7 超低比转速混流式水轮机设计的难点17-18
• 2.8 本章小结18-19
• 3 水轮机过流部件的初步设计19-28
• 3.0 水轮机转轮的初步设计19-23
• 3.1 固定导叶23
• 3.2 蜗壳23-26
• 3.4 尾水管26
• 3.5 本章小结26-28
• 4 CFD数值模拟方法介绍28-35
• 4.1 引言28-29
• 4.2 CFD概述29-30
• 4.3 水轮机内部流动控制方程30-32
• 4.4 湍流模型及其应用32
• 4.5 基于有限体积法的控制方程的离散32
• 4.6 网格生成方法概述32-33
• 4.7 整体模型建立及网格划分33-34
• 4.8 本章小结34-35
• 5 CFD数值模拟结果分析与优化35-49
• 5.1 水轮机初步设计的数值模拟35-36
• 5.2 蜗壳方案2的设计及数值模拟分析36-39
• 5.3 最终方案线型曲线预估39-47
• 5.4 本章小结47-49
• 6 总结与展望49-50
• 6.1 总结49
• 6.2 后续展望49-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-55
• 附录55

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 倪永燕;袁寿其;袁建平;张金凤;;低比转速离心泵加大流量设计模型[J];排灌机械;2008年01期

2 高忠大;朱玉峰;张平;白海波;;低比转速化工离心泵改进设计[J];轻工机械;2008年03期

3 何乃英;;浅析离心泵吸入比转速对运行稳定性的影响[J];石油化工设备技术;2010年04期

4 戴正元,李龙;低比转速离心泵设计理论现状及发展[J];水泵技术;2000年02期

5 何希杰,刘家柏,杨文,颜春万,朱广奇;低比转速离心泵范围的界定[J];流体机械;2000年11期

6 文权 ,姚明贵;低比转速无过载自动排气离心泵的设计[J];东方电气评论;2002年04期

7 张佩芳,袁寿其,许建强;低比转速离心泵研究现状与发展前景[J];排灌机械;2003年06期

8 何希杰;低比转速离心泵主要参数对性能综合影响和排序[J];通用机械;2004年01期

9 程福,刘中华,张序成;一种低比转速小流量离心泵的设计[J];通用机械;2004年06期

10 杨军虎,张人会;低比转速离心泵加大系数的计算方法探讨[J];兰州理工大学学报;2005年03期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 倪永燕;袁寿其;袁建平;潘中永;;低比转速离心泵加大流量设计优化模型[A];农业机械化与新农村建设——中国农业机械学会2006年学术年会论文集（上册）[C];2006年

2 付跃登;袁寿其;袁建平;;带分流叶片低比转速离心泵水力设计概述[A];农业机械化与新农村建设——中国农业机械学会2006年学术年会论文集（上册）[C];2006年

3 徐洪泉;王万鹏;;比转速选择对水电站稳定运行的影响[A];水轮发电机组稳定性技术研讨会论文集[C];2007年

4 杨小林;严敬;;低比转速叶轮水力设计新方法综述[A];全面建设小康社会：中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集（上）[C];2003年

5 谢宝星;杨官霞;赵毅锋;曾辉;;MGV在解决低比转速水泵水轮机空载稳定性中的应用[A];第十八次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 陈斌;低比转速无过载排污泵优化设计及实验研究[D];江苏大学;2012年

2 朱兵;缝隙引流叶片提高低比转速离心泵性能的机理研究[D];上海大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 赵安;低比转速离心泵的多目标优化与湍流模拟方法研究[D];浙江大学;2015年

2 杨晖;低比转速热水循环泵的设计与汽蚀性能研究[D];浙江大学;2015年

3 马中强;大型中比转速矿用泵无过载特性研究[D];浙江工业大学;2015年

4 谢山峰;开缝叶片对低比转速离心泵性能影响的研究[D];江苏大学;2016年

5 夏水晶;轴流泵的叶片优化及内部流动特性研究[D];江苏大学;2016年

6 武永生;高比转速自吸离心泵数值模拟与优化设计[D];江苏大学;2016年

7 姚登杰;高比转速蜗壳式混流泵三元水力设计及数值模拟[D];江苏大学;2016年

8 邵昌;超低比转速离心泵瞬态过程特性研究[D];江苏大学;2016年

9 王丹;基于遗传算法的中低比转速离心泵优化设计[D];兰州理工大学;2016年

10 章红雨;冷却塔用超低比转速混流式水轮机的研究[D];华中科技大学;2015年

，

本文编号：545014