水轮机式液力透平蜗壳改型数值分析

摘要

为抑制液力透平在气—液两相工况中工作时蜗壳内气液两相工质的分离现象,改善透平叶轮内部的流动状况,提高透平性能,本文对一水轮机式液力透平的蜗壳结构进行了改型设计,提出三种改型方案,并对改型后的透平进行全流道数值模拟,其中湍流模型采用SST k-ω模型,多项模型为欧拉-欧拉粒子模型.研究了蜗壳改型后透平在不同含气率和不同流量工况时的外特性及内部流动特征.研究结果表明,在蜗壳中增加隔板结构之后能有效的提高透平在两相工况下的效率和输出功率,蜗壳和叶轮内部的气液相分布得到改善,叶轮内的叶片吸力面的漩涡变小,叶片表面压力曲线中做有用功的面积变大.本研究对于提高透平的能量回收效率,促进工业流程中的节能减排具有重要意义.