《具有前彎形葉片葉輪的液力透平內部流動與設計理論》是依託江蘇大學，由楊孫聖擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：具有前彎形葉片葉輪的液力透平內部流動與設計理論
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊孫聖
- 依託單位：江蘇大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
液力透平是工業節能技術中的重要裝備,但其內部流動規律和設計理論尚未完全掌握。本項目擬對具有前彎形葉片葉輪的液力透平進行以下研究：採用有限體積法對模型透平內部流動進行數值求解和PIV流場測試對模型透平內部流動進行測量，分析不同流量下模型透平內部脫流、二次流、漩渦、湍動能等分布變化情況，研究液力透平內部流場分布規律；基於透平內部流動規律的認識，分析透平壓力場與理論揚程的關係，研究葉輪滑移係數與葉輪幾何參數之間的函式關係，闡明液力透平內部能量轉化過程；採用數值計算和模型透平實驗，研究透平內部水力損失分布規律，探討葉輪幾何參數與透平內部水力損失的函式變化。本項目旨在掌握具有前彎形葉片葉輪液力透平內部流動規律，揭示液力透平內部能量轉化過程，提高液力透平的效率。
結題摘要
隨著社會經濟的發展，人類對能源的需求不斷增加。液體壓力能是一種清潔能源。液力透平是小功率液體壓力能開發用節能裝備，目前在工業流程和小水電等節能技術領域有著較為廣泛的套用。在液力透平的實際工程套用過程中，存在設計理論不健全和效率較低等問題。本項目對液力透平內部流動、設計理論和設計方法進行了研究，提高液力透平的效率。對數值計算過程中的幾個關鍵影響因素進行分析，數值與實驗相對比，找到了一個較為準確的數值計算方法。分析了不同流量、不同葉輪幾何參數情況下，透平外特性、速度場、壓力場、漩渦分布、湍動能分布等，認識了專用葉輪液力透平內部流動規律。理論數值與實驗相結合系統的研究了葉片進口安放角、出口安放角、葉片進、出口安放角變化規律、葉輪進口直徑、葉片進口寬度以及葉片數等關鍵因素對液力透平性能的影響，給出了透平專用葉輪幾何參數的確定方法，提出了葉片幾何參數與設計流量關係表達式。將論文提出的專用葉輪設計方法設計了低、中、高不同比轉速葉輪。實驗結果表明：與傳統後彎型葉片葉輪相比專用葉輪高效區較寬，低中高三個比轉速透平最高點效率分別提高7.93%、8.07%和5.45%。通過項目實施，初步認識了具有前彎型葉片葉輪內部流動規律；揭示了液力透平內部能量轉化過程；掌握了前彎型葉片葉輪主要幾何參數對內部流場和外特性的影響；科研成果同企業合作，產生了一定的經濟效益。提出的前彎型葉片葉輪設計方法設計的徑流式水輪機具有體積小、重量輕、效率高、高效區寬的特點，節能節材。項目的實施將對我國液力透平節能技術的推廣套用和提高現有壓力能利用率具有十分重要的意義。
