热能动力工程

作者：寇佳文,汪程鹏,王生辉,杨一帆

单位：海南大学 机电工程学院,,自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所,,海南大学 机电工程学院,,海南大学 机电工程学院,

关键词：液力透平;包角;内流特性;压力脉动;水力性能

基金：海南省省重点研发计划(ZDYF2021SHFZ057)；天津市自然科学基金重点项目(20JCZDJC00460)；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(K-JBYWF-2021-T07,R-JBYWF-2021-T02)

叶片包角是叶轮设计的重要参数，为探究包角对液力透平能量回收效率和运行稳定性的影响，采用UG建立流体域的三维模型，通过CFX软件将包角在50°~120°区间内的液力透平在额定工况下进行数值计算并进行外特性分析，选择75°、80°、85°三组包角方案进行内流特性分析与压力脉动频谱分析。研究发现：液力透平的效率随包角的增大先增大后减小，在包角80°左右时效率最高；包角的改变对叶轮内部的流场影响较大，合适的包角可以降低叶轮工作流道内的湍动能，使高速流体冲击叶片后的能量转换更加充分；蜗壳与隔舌处的压力脉动主要受动静干涉作用影响，主频为7fn，叶轮工作流道内主要受涡流影响，主频为2fn；将三种包角方案的时域图、频域图对比分析，发现包角对蜗壳、叶轮的压力脉动影响较大，对隔舌影响较小；包角为80°时，监测点rv5处的峰峰值与包角85°时相比降低了9.78%，显著提升了液力透平的运行稳定性。

来源：2024年第8期

《热能动力工程》期刊编辑部

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