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液力透平导叶对速度分布的影响

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:如图63所示为不同导叶数和不同流量下液力透平叶轮和蜗壳内的速度分布云图。从图63也可以看出添加导叶后随着流量的增加导叶出口处的速度变化逐渐增加,这主要是由于叶轮旋转时叶片对其产生的影响。未加导叶时(z=0)蜗壳隔舌处速度变化较大,而添加导叶后隔舌处速度变化很小,这大大提高了液力透平运行的稳定性。

液力透平导叶对速度分布的影响

如图6⁃3所示为不同导叶数和不同流量下液力透平叶轮和蜗壳内的速度分布云图。从图6⁃3可以看出叶轮进口前添加导叶后液力透平蜗壳和叶轮内的流动更为均匀,在未加导叶时(z=0)叶轮进口有较明显的尾迹效应,该尾迹效应可使叶轮动静干涉作用加强,从而使蜗壳内的压力脉动幅值增加,影响液力透平的稳定运行,而添加导叶后叶轮内流动多为均匀流动,且导叶数越多蜗壳内的速度变化越小。

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图6⁃3 不同导叶数和不同流量下

a)小流量 (彩图见

从图6⁃3还可以看出在小流量时,未加导叶时(z=0)叶轮进口有较明显的尾迹效应,且蜗壳内靠近叶片附近的速度变化较为明显,蜗壳内有较大的速度梯度,而添加导叶后叶轮进口无尾迹效应,叶轮内流动非常均匀,且蜗壳内速度梯度很小。随着流量的增加,在最优工况点处,未加导叶时(z=0)叶轮进口尾迹效应明显,而添加导叶后叶轮进口仍无尾迹效应,当导叶数等于7和9时叶轮内流动仍较为均匀,但导叶数等于11时均匀性相对较差。随着流量的继续增加,在大流量时,未加导叶时(z=0)叶轮进口尾迹效应非常明显,叶轮流道内出现较大的低速区,蜗壳内靠近叶片进口的速度变化较大,而添加导叶后叶轮进口也开始出现较小的尾迹效应,但蜗壳内速度的变化仍很小。

从图6⁃3也可以看出添加导叶后随着流量的增加导叶出口处的速度变化逐渐增加,这主要是由于叶轮旋转时叶片对其产生的影响。未加导叶时(z=0)蜗壳隔舌处速度变化较大,而添加导叶后隔舌处速度变化很小,这大大提高了液力透平运行的稳定性。

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液力透平叶轮和蜗壳内的速度分布

b)最优工况书后插页)

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图6⁃3 不同导叶数和不同流量下液力透平叶轮和蜗壳内的速度分布(续)

c)大流量 (彩图见书后插页)

如图6⁃4所示为不同导叶数和不同流量下液力透平叶轮内的速度矢量图。(www.xing528.com)

从图6⁃4中可以看出在小流量下未加导叶时(z=0)叶片进口工作面有较小的脱流现象,而添加导叶之后叶轮内液流流动均非常均匀;随着流量的增加,在最优工况点处,未加导叶时(z=0)叶片进口工作面脱流现象明显,且叶片进口背面有漩涡出现,而添加导叶之后叶轮流道内液流流动仍非常均匀;随着流量的继续增加,在大流量时,未加导叶时(z=0)叶片进口工作面的脱流现象和叶片进口背面的漩涡较大,而添加导叶之后叶轮内液流流动仍然较为均匀,这与上述速度分布相一致。

图6⁃4 不同导叶数和不同流量下液力透平叶轮内的速度矢量图

a)小流量 b)最优工况 (彩图见书后插页)

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图6⁃4 不同导叶数和不同流量下液力透平叶轮内的速度矢量图(续)

c)大流量 (彩图见书后插页)

如图6⁃5所示为最优工况时不同导叶数下液力透平尾水管内的速度分布和速度矢量图。从图6⁃5a可以看出添加导叶后尾水管内的速度减小,说明添加导叶后叶轮利用的动能增加;还可以看出未加导叶时(z=0)尾水管内液流流动较为紊乱,且尾水管进口上壁面处和尾水管出口下壁面处有较大的低速区,而添加导叶之后尾水管内液流均匀流动,靠近尾水管壁面处的液流速度较小,尾水管中间的液流速度较大。

从图6⁃5b可以看出未加导叶时(z=0)尾水管进口上壁面处和尾水管出口下壁面处有漩涡出现,而添加导叶后在不同导叶数下尾水管内液流流动均非常稳定。可见,叶轮进口前添加导叶也可以使尾水管内液流流动稳定,改善尾水管内液流的流动状态。

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图6⁃5 最优工况时不同导叶数下液力透平尾水管内的速度分布和速度矢量图

a)速度分布图 b)速度矢量图 (彩图见书后插页)

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