超低比转速水轮机模式液力透平流场分析及性能预测

发布时间：2022-08-09 12:30

　　目前,我国石油化工、钢铁等领域存在大量的高压余能,通常采用反转泵模式液力透平来加以回收利用。反转泵模式液力透平具有结构简单、容易获得的优点,且已实现了BP神经网络对性能的快速预测。但反转泵模式液力透平具有级数多、尺寸大、效率低、高效工作范围窄、稳定性差等缺点,BP神经网络对其性能的预测误差较大。研究表明,超低比转速水轮机模式液力透平虽可以解决反转泵模式上述结构上的问题,但其转轮几何参数对效率、水头影响因素大小研究还不太深入;效率、水头最大影响因素的改变对超低比转速水轮机模式液力透平性能的影响规律需要进一步的研究;超低比转速水轮机模式液力透平流道结构复杂,性能快速预测方面存在:需要寻找预测效果较好的优化算法来优化神经网络、缺乏预测用的基础数据等问题。因此,本文针对转轮几何参数对超低比速水轮机模式液力透平的性能影响因素大小的确定、因素的改变对超低比转速水轮机模式液力透平性能的影响规律以及性能快速预测展开研究。（1）基于正交实验设计理论,采用极差分析法对超低比速水轮机模式液力透平水头、效率的几何影响因素进行研究,得出进口安放角是对效率最大影响因素、转轮进口直径是对水头最大影响因素,由此建立效... 

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 反转泵作透平的研究
        1.2.2 水轮机作透平的研究
    1.3 本文研究的内容
2 超低比转速水轮机模式液力透平水力设计及数值模拟
    2.1 超低比转速水轮机模式液力透平设计思想
    2.2 转轮三维建模
        2.2.1 叶片设计理论及基本参数的确定
        2.2.2 轴面流线的绘制
        2.2.3 轴面流线分割
        2.2.4 叶片进出口角的计算
        2.2.5 保角变换法转轮叶片绘型原理
        2.2.6 叶片翼型的加厚
        2.2.7 叶片的绘型
    2.3 蜗壳及首级导叶三维建模
    2.4 级间导叶三维建模
    2.5 出水室三维建模
    2.6 液力透平整体组装
    2.7 网格划分
    2.8 数值模拟
        2.8.1 边界条件
        2.8.2 液力透平性能参数的计算
    2.9 本章小结
3 基于正交实验的转轮参数研究
    3.1 正交方案设计
    3.2 评价因子的确定
    3.3 正交方案计算与分析
    3.4 本章小结
4 超低比转速水轮机模式液力透平性能影响分析
    4.1 转轮叶片进口安放角对转轮水力性能影响分析
        4.1.1 外特性分析
        4.1.2 转轮内部流态分析
    4.2 转轮进口直径对超低比转速水轮机模式液力透平水力性能影响分析
        4.2.1 外特性分析
        4.2.2 转轮内部流态分析
    4.3 本章小结
5 性能预测
    5.1 预测模型的设计方案
        5.1.1 BP神经网络预测模型
        5.1.2 GA-BP神经网络预测模型
    5.2 预测模型的训练
        5.2.1 BP神经网络预测模型
        5.2.2 预测模型的参数设置
    5.3 预测模型的仿真验证
        5.3.1 模型预测过程
        5.3.2 模型预测结果
        5.3.3 预测效果分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
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[3]人工神经网络在旅游人数预测中的应用研究[J]. 张莉.  科技视界. 2016(16)
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硕士论文
[1]低比转速泵反转液力透平性能预测及流道结构优化[D]. 夏正廷.兰州理工大学 2019
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[3]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
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[5]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
[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
[7]半开式叶轮高速离心泵内部流动规律的研究[D]. 张利红.兰州理工大学 2016
[8]基于离心泵反转作液力透平径向力的研究[D]. 李海龙.兰州理工大学 2013
[9]基于离心泵反转液力透平轴向力的研究[D]. 罗凯凯.兰州理工大学 2013



本文编号：3672562