气液两相介质时液力透平径向力分析

基于N-S方程和标准κ-ε湍流模型,采用SIMPLE算法,选择Mixture多相流模型,以比转速为41的离心泵反转作透平为研究对象,通过CFD软件对透平在气体体积分数为0%、5%、10%、15%的两相流介质中进行数值模拟,得到透平在不同气体体积分数下的外特性、静压力以及所受径向力的大小和方向,分析径向力对液力透平的影响。结果表明:透平的压头随着流量增大而逐渐增大;两相流时透平的径向力随着流量的增加而逐渐增大,随着气体体积分数的增大而逐渐变小,径向力的方向在沿液流距隔舌80°~130°角之间。       

转速对导叶式液力回收透平性能的影响

为了研究转速对导叶式液力回收透平性能影响的特征和规律,采用CFD方法对960～2 960 r/min(间隔500 r/min共5组)转速下运行的含导叶部件的离心泵反转作液力透平进行了数值计算。结果表明:不同转速下透平的外特性曲线变化趋势基本一致,最佳工况的效率及比转速较为接近,改变转速对提高透平在偏工况下的运行效率效果显著;降低转速在外部流量和压差均降低的条件下较为适宜,提高转速在外部流量和压差均升高的条件下较为适宜,当调节转速不能完全适应外部条件的变化时,需采取其他调节方式配合实施;提高转速后透平的工作流量范围变宽,该范围内扬程和功率曲线变陡;降低转速工作流量范围缩小,该范围内的扬程与功率曲线相对平坦;随着转速的提高,流量换算系数K_Q、扬程换算系数K_H及功率换算系数K_P均呈先增大后减小的趋势,各换算系数均接近于1,表明比例定律能够较好地预测导叶式液力透平的最佳工况性能。     

多级液力透平效率理论分析及数值计算

为预测多级离心泵作透平的水力效率,以DG85-80多级离心泵为模型,对多级离心泵作透平的性能进行理论分析,提出多级离心泵透平工况下最优效率与泵工况下最优水力效率的关系,得到多级离心泵作透平时的最优效率,并应用CFD软件,对多级离心泵作透平时内部流场的水力性能进行数值分析,所得到的结果与理论分析的结果进行比较,发现在最优效率点的效率能够较好地吻合,误差为2.74%。为了获得多级离心泵的内部流场特性,对不同流量与同一流量下不同位置的相对速度和静压力进行分析,得出叶轮内低速区域随着流量增大而减小,在第1级到第4级压降基本相等,第5级的压降最小。