氣液兩相介質(zhì)下液力透平力特性的研究.pdf

1、液力透平是一種能量回收裝置，它可以對(duì)工藝流程中的高壓液體能量進(jìn)行再利用。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中流入液力透平的高壓液體中是含有介氣體質(zhì)的，然而氣體的存在不僅影響透平的內(nèi)部流動(dòng)，而且還會(huì)影響到透平所受的徑向力和軸向力。所以研究泵反轉(zhuǎn)作透平在氣液兩相介質(zhì)中的內(nèi)部流動(dòng)情況和所受徑向力和軸向力的影響是非常有意義的。本文通過CFD軟件對(duì)液力透平在進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)分別為ψ=0.00、0.05、0.10、0.15、0.20的氣液兩相流進(jìn)行數(shù)值模擬，同時(shí)在流量

2、qv,t=78、83.2、88.4、93.6、98.8m3/h這5個(gè)工況點(diǎn)對(duì)透平所受徑向力和軸向力進(jìn)行研究，主要內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.通過比較和分析透平在不同進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)下的外特性可知:透平在清水介質(zhì)時(shí)的效率是最高的，在氣液兩相介質(zhì)時(shí)透平的效率隨著進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)的增加而逐漸變小，這說明氣體的存在對(duì)透平效率的影響是很大;透平在氣液兩相介質(zhì)時(shí)的功率總體要低于其在清水介質(zhì)中的功率，且功率是隨著進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)的變大而逐漸變小的

3、;氣液兩相介質(zhì)時(shí)，透平的壓頭隨著進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)的增大而增大，隨著流量增大而增大。
　　2.通過對(duì)透平內(nèi)部流場(chǎng)的分析可知，透平內(nèi)部氣液兩相介質(zhì)的流動(dòng)隨著進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)的增大變得不斷加劇，相對(duì)速度也隨之變大;透平內(nèi)部充滿氣體但是分布的并不是很均勻，透平從進(jìn)口到出口的壓力是逐漸變小的，因此氣體膨脹開來使其在出口處的進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)變大。
　　3.徑向力是影響透平穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素之一，通過CFD數(shù)值計(jì)算得到透平在不同進(jìn)口氣體體

4、積分?jǐn)?shù)下所受徑向力的大小和方向，分析徑向力對(duì)液力透平的影響;氣液兩相介質(zhì)時(shí)透平的徑向力隨著流量的增加先減小而后增大，隨著進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)的增大而逐漸變小，徑向力的方向在沿液流距隔舌80°～130°角之間。
　　4.軸向力是影響透平穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素之一，為了實(shí)現(xiàn)透平軸向力的定量求解，研究其軸向力受介質(zhì)的影響和隨介質(zhì)的變化規(guī)律。通過CFD數(shù)值模擬對(duì)透平在不同流量及不同進(jìn)口氣體體積分?jǐn)?shù)的氣液兩相介質(zhì)中進(jìn)行數(shù)值模擬，得到透平所受的軸向力