水轮机模式液力透平级间导叶的优化

发布时间：2022-02-18 11:27

　　水轮机模式液力透平是按水力原动机原理设计的工业高余压液体能量回收装置,与目前常用的反转泵模式液力透平相比,其单级利用水头和效率均高,是更适合用于工业余能回收的装置。研究表明,水轮机模式液力透平的级间导叶是影响液力透平水力效率的关键过流部件,因此,对级间导叶进行优化,以便提高能源利用率,避免能源二次浪费,具有重要意义。而级间导叶结构复杂,涉及参数较多,需要对这些参数进行匹配和优化,以使级间导叶在满足下级转轮所需水流切向速度和角度的同时尽量减少级间导叶的水力损失,保证出力和水头的同时,提高效率。因此,液力透平级间导叶优化是属于多参数多目标的问题,优化难度较大。本文基于CFD数值计算,通过改变导叶单个参数,初步分析了级间导叶各参数对透平性能的影响。在此基础上,以级间导叶隔板厚度δ、级间导叶直径D4、级间导叶片数Z、反导叶进口处内壁倒圆角半径Rn、反导叶进口处外壁倒圆角半径Rw为试验因素进行5因素4水平的正交试验。并分别以透平各主要性能参数为指标进行分析,得出了各因素参数对于各个液力透平性能指标的影响规律。本研究结果表明:（1）用于液力透平的级间导叶其反导叶片进口直径取约等于上级转轮出口直径效... 

【文章来源】：华北水利水电大学河南省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 本文研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 二级液力透平三维建模
    2.1 转轮的建模
    2.2 级间导叶的建模
    2.3 出水室的建模
    2.4 蜗壳及座环的建模
    2.5 本章小结
3 网格划分与数值模拟计算
    3.1 网格划分
    3.2 网格无关性验证
    3.3 数值模拟计算
        3.3.1 求解器及计算模型的选择
        3.3.2 边界条件及交界面的设置
        3.3.3 模拟计算迭代步数的设置
        3.3.4 仿真结果的性能参数计算方法
    3.4 本章小结
4 级间导叶的优化
    4.1 导叶参数对透平性能影响的初步分析
        4.1.1 同径正反导叶水力损失分析
        4.1.2 流量-水头特性分析
    4.2 基于正交试验的结构参数优化
        4.2.1 正交试验的方案设计
        4.2.2 正交试验的计算结果分析
        4.2.3 本研究最优参数组合的确定
    4.3 本章小结
5 内部流场分析
    5.1 级间导叶内部流线对比分析
    5.2 级间导叶内部压力对比分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
攻读学位期间参加科研项目及发表论文
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]液力透平在加氢裂化装置中的应用[J]. 毕锦明.  化工管理. 2020(03)
[2]液力透平在加氢装置中的应用[J]. 郝建.  化工设计通讯. 2019(10)
[3]液力透平在加氢裂化装置的应用[J]. 潘岩.  辽宁化工. 2019(08)
[4]液力透平在渣油加氢装置的应用[J]. 李伟.  化学工程与装备. 2019(08)
[5]导叶对液力透平性能的影响研究[J]. 郝开元,肖萍.  水泵技术. 2019(02)
[6]液力透平几何参数对压头-流量曲线的影响[J]. 杨军虎,马琦航,罗钰铜,姬亚亚,林彬,李之帆.  农业机械学报. 2019(05)
[7]导叶时序效应对液力透平性能影响的研究[J]. 柴立平,张舜鑫,陈亮,潘凤建.  中国农村水利水电. 2019(01)
[8]蒸压加气混凝土等效导热系数的数值模拟研究[J]. 李鹏,荆鹏飞,耿静亚,陈贡联.  华北水利水电大学学报(自然科学版). 2018(06)
[9]弯曲型及顺直型河道水流三维数值模拟[J]. 陈翠霞,张小峰,冯向珍,雷恬恬.  华北水利水电大学学报(自然科学版). 2018(06)
[10]基于响应面与遗传算法的液力透平叶轮优化设计[J]. 花亦怀,黄宁,李振林,苏清博,褚洁.  北京石油化工学院学报. 2018(02)

硕士论文
[1]余能回收液力透平导叶的型式选择与性能分析[D]. 惠志磊.华北水利水电大学 2018
[2]余能回收用液力透平进水室型式选择与性能分析[D]. 刘万康.华北水利水电大学 2018
[3]余能回收用液力透平转轮的型式选择与性能分析[D]. 朱鹏艳.华北水利水电大学 2018
[4]导叶式液力透平过流部件优化研究[D]. 黄鑫.合肥工业大学 2018
[5]径向叶片式液力透平进口活动导叶系统设计与研究[D]. 徐洋洋.河北科技大学 2017
[6]余能回收用液力透平叶轮型式选择及其流场分析[D]. 索宏伟.华北水利水电大学 2017



本文编号：3630752