泵作透平专用叶轮直径的确定及其对透平性能的影响.pdf

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1、第32卷第15期农业工程学报v。1．32N。．15602016年8月TransactionsoftheChineseSociety。fA刚cuIturalEngineeringAug．2016————————————————————————————————————————————————————————————————一：泵作透平专用叶轮直径的确定及其对透平性能的影响王桃1，一，孔繁余牒，杨孙圣-，陈凯·，苟秋琴。(1．江苏大学流体机械工程技术研究中心，镇江212013；2．西华大学能源与动力工程学院，成都610039；3．西华大学

2、流体及动力机械教育部重点实验室，成都610039)摘要：为了以理论方法建立前弯叶片泵作透平专用叶轮直径与设计流量的关系，揭示叶轮直径对透平性能的影响，该文以比转速为66的离心泵为原型，推导叶轮直径与设计流量的关系表达式。在不改变原型泵其他过流部件的前提下，基于ANSYSBladegen软件设计3个进13安放角均为90。，直径分别为235、245和255mm的前弯叶片透平专用叶轮。在试验验证基础上，分别完成3台透平全流场数值计算。结果表明：叶轮直径对透平外特性有显著影响，高效点随叶轮直径增加向大流量偏移。最高效率点均出现在计算临界流量

3、稍偏右侧，与理论推导结论基本相符。叶轮直径从235mm增大到245和255mm时，透平最高效率分别提高了1．73％和3．32％。随叶轮直径增大，小流量区效率下降且降速快，大流量区效率提高且高效区宽。该研究丰富了液力透平设计方法，可为前弯叶片透平专用叶轮设计提供参考。关键词：泵；叶轮；模型；离心泵作透平；前弯叶片；速度矩；蜗壳常数doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2016．15．009中图分类号：TH3文献标志码：A文章编号：1002—6819(2016)一15—0060—07王桃，孔繁余，杨孙圣，陈凯，苟秋

4、琴．泵作透平专用叶轮直径的确定及其对透平性能的影响【J】．农业工程学报，2016，32(15)：60-66．doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2016．15．009http：／／www．tcsae．orgWangTao，KongFanyu，YangSunsheng，ChenKai，GouQiuqin．DeterminationofspecialimpellerdiameterforpumpasturbineanditseffectsOilturbineperformance[J]．Transactionso

5、ftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2016．32(15)：60—66．(inChinesewithEnglishabstract)doi：10．119750．issn．1002—6819．2016．15．009http：／／www．tesae．org0引言单级单吸离心泵反转作透平具有成本低，运行维护成本少，占地空间小，产量大、规格多，适应水头、流量变动大等经济技术优势，在工业余能回收与微型(小于100kW)水能开发中得到越来越广泛地应

6、用旧。目前，离心泵反转作透平大多采用直接选用原型泵反转的型式，而泵反转运行性能通常未知，为此在透平性能预测方面，国内外学者采用试验阳或理论方法[61导出了或基于泵效率或基于泵比转速的透平性能预测表达式；由于透平几何型式的多样和复杂性，预测精度还有待进一步提高[7l。对比泵工况的效率，反转后透平工况的效率与之相差在2％～8．5％之间陶。直接采用离心泵反转作透平时，效率较低，高效区较窄，且运行稳定性较差[91。为提高透平运行性能，Giosion等¨Ol、杨军虎等[111通过在叶轮和蜗壳之间添加导叶改善透平运行性能。Derakhshan等

7、【12-141采收稿日期：2015—09—17修订日期：2016—05—10基金项目：江苏省青年基金资助项目(BK20130517)；江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目(CXZZl3—0678)；流体及动力机械教育部重点实验室开放基金资助项目(szjj2014—044、s6j2015—029)；四川省教育厅项目(16ZB0157)作者简介：王桃，女，四川成都人，博士生，讲师，主要从事流体机械及工程研究。成都西华大学能源与动力工程学院，610039。Email：mailIowangtao@163．tom※通信作者：孔繁余，男，江

8、苏扬州人，研究员，博士生导师，主要从事流体机械及工程研究。镇江江苏大学流体机械工程技术研究中心，212013。Email：kongm@ujs．edu．cn用神经网络、基于梯度的叶片型线优化算法，重新优化叶型，透平效率有所提高。杨军虎等