涡轮外特性理论计算方法探究及验证

摘要

涡轮作为一种动力转化元件,其外特性的研究对于叶片型线的设计及叶轮内液流流动状态的研究具有重要意义.通过对叶轮内液流微元圆柱层的分析,提出了一种涡轮外特性的积分计算方法,采用该方法得到的涡轮外特性计算公式与传统公式具有相同的形式,但在理论上更符合液流的实际流动情况.为检验积分计算方法的优越性,基于四阶Bezier方程构造了?240 mm涡轮钻具涡轮定、 转子叶片型线,采用CFD方法模拟了该涡轮的外特性,并以此作为基础,综合对比了2种计算方法在3种特殊工况下的外特性情况.对比结果表明:积分计算方法得到的涡轮外特性更接近于CFD仿真结果,具有更小的计算误差.研究结果对涡轮的理论设计及液流流动理论的研究具有一定的工程意义.