气液两相多级液力透平的全流道数值模拟.pdf

《气液两相多级液力透平的全流道数值模拟.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第33卷第5期西华大学学报(自然科学版)2014年9月Vo1．33．No．5JournalofXihuaUniversity·NaturalScienceSep．2014·能源与环境·气液两相多级液力透平的全流道数值模拟杨军虎，许亭，刘浩然(兰州理工大学能源与动力工程学院，甘肃兰州73O050)摘要：以DG85～80五级节段式离心泵做液力透平，基于CFD软件，采用N—S方程和标准K—s湍流模型，选择Mixture多相流模型，利用SIMPLE算法，对其在纯水介质和气液两相介质时进行全流道数值模拟，得到透平的外特性曲线和内流场规律。结果显示：气液两相

2、透平在最优工况点的压头、功率比纯水透平的高，而水力效率和质量流量较纯水透平的低；在最优工况点，随着级数增加，气液两相透平各级导叶、叶轮进出口压差增大，其内部压力分布的不均匀性增加，叶片工作面进口附近的漩涡区域减小；与小流量时的透平相比，大流量时透平各级叶轮、导叶内部的气体体积分数较大，透平叶轮出口附近的高含气率区域较小，各流道中气体分布的不对称性加剧。关键词：多级离心泵；气液两相；液力透平；数值模拟；流场分析中图分类号：TK8文献标志码：A文章编号：1673—159X(2014)05—00103—06doi：10．3969／j．issn．1673

3、—159X．2014．05．023NumericalSimulationofWholeFlowPassageforaMulti-stageHydraulicTurbinewithGas—-liquidTwo-PhaseMediaYANGJun—hu，XUTing，LIUHao—ran(CollegeofEnergyandPowerEngineering，LanzhouUniversityofTech．，Lanzhou730050China)Abstract：ADG85-80fivesegmentalcentrifugalpumpwaschosen

4、toworkasaturbineandinordertoobtaintheexternalcharac-teristicsandtheinternalflowofthePAT，thenumericalsimulationoffullpassageinthecaseofPATworkwithwaterphaseandgas—liq-uidtwo—phasewasconductedbasedonCFDsoftware．N—Sequations，thestandardtwoequationsK·￡turbulentmodel，mixturemodela

5、ndSIMPLEalgorithmwereusedforthesimulation．Theresultsindicatedthatattheoptimumoperatingpoint，theheadandpowerofgas—liquidtwo-phaseturbinewerehigherthanthatofpurewaterturbinebutthehydrauliceficiencyandmassflowwaslower．Attheoptimaloperatingpoint，withtheseriesincrease，thepressured

6、ifferenceofeveryimpellerandguidevanesofturbinewithgas—liquidtwo-phasemediaandtheheterogeneityofitsinternalpressuredistributionincreased，whilevo~exregionneartheinletpressurefaceofvaneswasreduced．Comparedwiththeturbineofthesmallflow，theGVFofeveryimpellerandguidevanesofturbinewi

7、thlargeflowwasgreater，theareaofhighGVFneartheoutletofimpellerwassmallandtheasymmetryofgasdistributionineachrunnerbecameex—acerbated．Keywords：multistagecentrifugalpump；gas—liquidtwo—phase；hydraulicturbine；numericalsimulation；flowfieldanalysis液力透平可以将高压液体的压力能回收转化具有结构简单、成本低、便于维修、

8、性能可靠、应用广为透平转子的旋转机械能，并驱动泵、风机等工作泛、可批量生产等优点，是液力透平的主要形式之一，机做功或者用于发电¨J。目前