为了研究液力透平的转速特性,采用Fluent软件动网格中的SDOF求解器对一台比转速为48的离心泵反转作液力透平进行数值模拟,分析了液力透平在启动过程中转速的变化规律。结果发现随着转速的增大,透平高效区变宽,高效点明显向大流量偏移。流量越大,透平的飞逸转速就越大,各流量工况下的飞逸转速约为额定转速的1.4倍。在负载系数Bg为1.4905时,其负载力矩达到临界值,继续增加负载,叶轮不在工作,此时的水动力矩小于负载力矩。

柴油加氢精制装置节能设备液力透平采用进口机械密封,运行期间机械密封泄漏频繁,由于进口配件采购周期长、价格高昂,严重制约着设备的安全平稳长周期运行。通过对进口机械密封易泄漏原因的分析,在静环密封圈、补偿元件结构、密封环结构等方面进行优化设计,实现了机械密封整体国产化的改造,降低了采购成本,且延长了机械密封的运行寿命。

为了研究轴流泵反转作液力透平的压力脉动特性,选取一轴流式液力透平为研究对象,在导叶前、叶轮与导叶之间和叶轮后分别选取3个截断面,每个断面上沿轮缘至轮毂分别布置3个监测点,应用CFD软件进行数值计算,得到液力透平运行时不同监测点处压力脉动时域图与压力脉动频域图并分析其内部规律。结果表明:叶轮内压力脉动频率是由导叶通过频率决定的,且与导叶和叶轮之间的距离呈现负相关的趋势;叶片通过频率是导叶内脉动频率的主要决定因素,同时叶轮动静干涉作用对导叶内压力脉动的影响较大;各个交接面和出口段压力脉动主要受叶轮干涉作用影响。

为了研究各低比转速离心泵反转作透平在不同黏度介质下与泵工况下运行的换算关系,该文选取不同的5台低比转速离心泵反转作透平为研究对象,在所选的不同黏度介质下进行数值模拟,得到这几种黏度介质中透平最优工况时与泵在清水中运行的最优工况时效率、流量、扬程和功率换算系数。参照流体力学中雷诺数的定义,在这里定义一个泵的叶轮雷诺数,其公式中的速度和长度则分别变为泵叶轮出口圆周速度和出口直径,从而得到随叶轮雷诺数的改变换算系数的变化规律,以及以叶轮雷诺数、泵比转速的自变量的换算系数的表达式。研究发现:随着叶轮雷诺数的增大效率换算系数逐渐增大;但是功率换算系数呈现先减小后增大的趋势随叶轮雷诺数的增大;同时流量、扬程换算系数伴随着雷诺数的增大均出现减少;所得换算关系式可比较准确地得到某一黏度下、...

针对离心泵反转作透平存在效率不佳,高效区较窄的现状,选用比转速为48的离心泵为原型,以叶轮轴面形状不变为基础,从透平设计原理出发,设计了符合透平工况的不同进出口角,不同型线变化规律的前弯、后弯叶片.叶轮叶片的最大厚度由最大压头求得,叶片加厚规律选用NACA低速翼型规律.利用流体分析软件ANSYS Fluent进行数值计算,计算结果表明设计的前弯、后弯叶片液力透平的效率均优于离心泵直接反转作透平的情况,后弯叶片液力透平的效率高于前弯叶片液力透平的效率,前弯、在圆柱面展开图上流线上凸叶片液力透平的高效区最宽.

液力透平回收能量是一项过程节能技术。对液力透平能量回收装置的研究主要有3个方面：液力透平性能,回收装置配置及运行工况调节。运用新的水力设计理论与方法可提高透平综合性能,这是液力透平研究的趋势。透平与相关设备性能、系统工况参数互相匹配,使回收装置在高效区工作。系统偏离设计工况时选择合理的调节方法来充分回收能量。

为充分利用石化、冶金、电力以及环保等过程工业领域的中高压二次余能,提高我国一次能源利用率并降低碳排放,综合应用数据采集、自动变频调速、组态及数据处理等技术建立了高压余能回收液力透平试验台.实际测试结果表明,试验台高压源信号反馈及响应快速平稳,能为液力透平能量转换与扭矩生成模块提供稳定的高压水源及水功率;以SIMEMSPLC为核心的数据采集与控制系统（下位机软件）可靠性高,参数信号失真小,抗干扰能力强;自主开发的余压能回收上位机组态软件监控与通讯接口完善.整个试验测试系统自动化程度高,操作简单,调节维护方便,能为液力透平、压力交换器等多种形式的余压能回收装置提供全面的性能测试、数据分析及故障诊断,对液力透平与能量回收的研究与发展起到重要的推动作用.

以径向导叶式离心泵反转作液力透平为研究对象,对全流道进行结构化六面体网格划分,运用大涡模拟（large eddy simulation,LES）模型进行三维非定常数值计算,分析了透平工况下动静叶栅内的压力分布、内部速度场、流道涡量分布、拟序涡流结构及演化过程。结果表明：所选的径向导叶式离心泵作透平时水力性能良好,动静叶栅交界面附近出现局部高压和局部高速流,非定常流动时动静叶栅内涡旋运动明显,流道内涡量主要分布在导叶工作面和叶片背面,伴随着叶轮旋转产生的涡在流道内会出现拉伸、合并和撕裂的演化形式。

利用ANSYSCFD软件对基于泵反转的液力透平进行了全三维定常和非定常数值计算,研究了变工况下气液两相液力透平内的气体分布、压力脉动、速度矩分布以及水力损失等性能。对不同工况进行的计算结果表明:小流量工况和最优工况时蜗壳、叶轮内的相对平均静压力和主频振幅都随着含气率的增加而减小;大流量工况稍有不同。蜗壳出口的速度矩呈阶跃分布,阶跃个数与叶轮叶片数相同,同一工况含气率对速度矩的影响不大;高含量率时透平叶轮出口气体出现聚集现象,含气率越高,流动过程中的水力损失越大。本文对研究气液两相介质下的液力透平性能具有一定的参考意义。

重点介绍了液力透平的原理、设计优缺点和使用方法。总结了开车过程中的一些注意事项。通过对现场数据的分析，详细计算出液力透平的节能效率，给炼油装置的节能提供了一个新的解决方法。