基于CFD仿真及水轮机理论研究液力透平最高效率点偏离设计工况的问题.doc

基于CFD仿真及水轮机理论研究液力透平最高效率点偏离设计工况的问题
摘 要:随着社会的发展,国家制定了可持续发展的方针,越来越注重节能减排的重要作用。液力透平逐渐在更多的工厂中使用,用以进行高余压液体能量的回收。文章基于CFilon模型,蜗壳进口设置速度进口。额定工况下,,,两组方案流量相同。出水室出口为无压力出口。
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4 仿真结果分析
转轮水力损失如图3所示、模型总水力效率如图4所示、两种方案蜗壳转轮流线图如图5、图6所示。
转轮水力损失对比
转轮水力损失如图3所示。从图中可以看出,,。
模型水力效率分析
两组方案的模型总水力效率如图4所示。由图可以看出,,。这是由于转轮水力损失对整体效率影响的体现。
通过转轮进口速度三角形进行分析 对于蜗壳1方案,由图5可以看出,转轮进口存在明显的负撞击。这是由于座环出口的水流角比转轮进口角α1大,导致水流方向与转轮进口叶片骨线有冲角。增加里撞击损失,导致转轮水力损失较大。而对于蜗壳2方案,可以看到转轮进口到水流方向与叶片骨线方向近似一致,转轮接近無撞击进口,转轮水力损失较小。
而当流量增大以后,水流绝对速度V1会增大,导致β1增大。对蜗壳1方案来说,使得转轮进口水流方向与骨线间的角度减小,减小了转轮水力损失。而蜗壳2方案进口水流角则开始偏离进口叶片骨线方向,导致转轮水力损失开始增加。体现在效率上,就是蜗壳1方案到最高效率点出现在高流量工况。
5 结束语
座环出口水流角大于转轮设计进口角α1时,最高效率点会向高流量工况区偏移;座环出口水流角小于转轮设计进口角α1时,最高效率点会向低流量工况偏移。
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