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叶片形状对能量回收水力透平性能的影响

         
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以3台能量回收水力透平为研究对象,在透平轮基本几何参数(高压边直径、低压边直径、叶片进口宽度、叶片出口安放角及叶片数)和设计转速相同的情况下,根据不同的叶片进口角及包角设计了3种不同叶型,并应用计算流体动力学软件Fluent对其流场进行数值模拟.模拟结果表明:在最优工况下,叶型1透平轮流道内漩涡区域较小,相对速度和静压分布比叶型2和3透平轮均匀,叶型3的相对速度和静压分布最差,叶型1水力透平的最高效率比叶型2和3分别高约1%,2%；3种叶型水力透平的可回收水头和效率在流量小于设计流量时有H2＞H3＞H1,η1＞η2＞η3,大于设计流量时有H2＞H1＞H3,η3＞η2＞η1；在透平轮其他基本尺寸不变的情况下,存在最优的叶片进口角及包角组合；透平轮靠近叶片进口处压力面附近有轴向漩涡存在；相同流量下,叶型3透平轮可回收水头低；当流量大于设计流量时,包角越大,连平轮效率下降越明显.

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