离心泵用作液力透平叶轮出口滑移系数的计算方法.pdf

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1、第30卷第13期农业工程学报、bl_3ONo．13682014年7月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringJu1．2014离心泵用作液力透平叶轮出口滑移系数的计算方法史广泰，杨军虎※(兰州理工大学能源与动力工程学院，兰州730050)摘要：为了通过理论的方法预测液力透平的性能，并针对国内外对液力透平滑移系数计算公式研究的空白，借助于离心泵滑移系数计算公式的研究方法和相关理论，结合流体力学中的相关原理研究液力透平叶轮流道中流体的流动形式，推导叶轮出口

2、的滑移系数计算公式以及在考虑叶轮进出口滑移时液力透平的基本能量方程，最后选取模型对滑移系数计算公式进行验证，并与已有试验值进行比较分析。研究结果发现：随着比转数的增加，液力透平叶轮出口的滑移量逐渐减小，且对于大部分低比转数液力透平叶轮进口的滑移量小于叶轮出口的滑移量，而对于中、高比转数的液力透平叶轮进口的滑移量大于叶轮出口的滑移量。叶轮出口滑移量随着叶轮进口直径和出口安放角的增加而增大；随着叶片数的增加而减小；随着进口安放角的增加先增大后减小；而叶轮出口直径和叶轮进口宽度对液力透平叶轮出口滑移系数的影响较小，在研究液力透

3、平叶轮出口滑移时可不考虑二者对液力透平叶轮出口滑移系数的影响。研究结果为采用理论的方法预测液力透平的性能提供参考。关键词：叶轮；透平；流体力学；滑移系数；液力透平；理论水头；相对速度doi：10．3969~．issn．1002—6819．2014．13．009中图分类号：TH311文献标志码：A文章编号：1002—6819(2014)一13—0068—10史广泰，杨军虎．离心泵用作液力透平叶轮出口滑移系数的计算方法Ed3．农业工程学报，2Ol4，30(13)：68—77．ShiGuangtai，YangJunhu．Cal

4、culationmethodofslipfactorforimpelleroutletofcentrifugalpumpashydraulicturbine[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2014，30(13)：68-77．(inChinesewithEnglishabstract)时叶片包角、叶轮外径、叶片数、叶轮和蜗壳之问0引言的径向间隙和长短叶片对液力透平的性能和内流离心泵用作透平

5、时离心泵叶轮的进口变为透场的影响进行了研究。而对于液力透平内压力脉动平叶轮的出口，而离心泵叶轮的出口则变为透平叶的研究文献『11131对液力透平内的压力脉动进行轮的进口，目前对于离心泵用作透平的研究主要集了非定常计算和分析。对于液力透平水力性能的研中在如何选择离心泵在透平工况下运行和透平的究文献[14．15]~lJ用数值计算和试验的方法对离心高效设计方法，以及对液力透平内压力脉动和水力泵用作透平时的性能进行了预测，文献『16]通过在性能的研究。关于如何选择离心泵在透平工况下运叶轮和蜗壳之间添加导叶提高了液力透平运行的行的

6、研究文献[1]和文献[2】分别提出了一种根据透稳定性，文献[17]通过优化叶片形状也改善了液力平的水头和流量选择离心泵的优化模型，文献[3—4】透平的性能。分别应用数值计算和试验的方法对不同比转数的在预测液力透平的性能时滑移系数是一重要泵进行了研究，分析了泵作透平的效率与泵效率之的影响因素，在离心泵中一般只考虑叶轮出口的滑间的关系，以及泵作透平时的流量、扬程换算系数移，且该滑移主要是由轴向旋涡引起的，而在透平随比转数变化的规律，且文献[5】对目前离心泵用作中流体流入叶轮后透平叶轮出口的相对速度也将透平的研究现状做了详细的

7、总结。对于透平的高效受到轴向旋涡的影响产生一定程度的偏离，即产生设计方法的研究文献『6．10]分别对离心泵用作透平滑移【I引。但国内外对透平滑移的研究很少，大部分是关于离心泵叶轮内滑移的研究，文献[19]通过对收稿日期：2014—03．30修订日期：2014．05—22离心泵滑移系数计算公式的精度进行研究发现在基金项目：国家自然科学基金资助项目(51169010)；“十二五”国家科比转数低于65时威斯奈公式的精度较高，而在比技支撑计划资助项目(2012BAA08B05)；甘肃省教育厅导师基金(0278)转数大于65时斯基

8、克钦公式的精度较高。为了提作者简介：史广泰(1985一)，男，甘肃会宁人，博士生，主要从事流体机械内部流动机理及设计理论研究。兰州兰州理工大学能源与动力高滑移系数的计算精度，文献[20．21]分别提出了一工程学院，730050。Email：shiguangtai1985@126．tom种新的离心泵滑移系数的计算方法。