针对传统反转泵式水力透平效率低、运行范围窄的缺点,提出一种水轮机模式水力透平设计理念,并基于水力原动机理论,设计出水轮机模式水力透平转轮.同时,为研究开发合适于该模式水力透平的流道,借鉴常规水轮机流道、阶段式多级泵流道以及深井泵式S型流道,设计出适合水轮机模式多级水力透平的18种流道型式.通过CFD数值计算,分析了各方案中过流部件内部流动状态,通过对进水室分析发现:蜗壳式进水室水头损失最小,环形进水室由于其内部流动紊乱,存在脱流和旋涡,水头损失最大,比蜗壳式进水室水头损失高28?m;通过对级间导叶分析发现:新型空间导叶内部流动平稳,水头损失最小,但其轴向尺寸大,不适用于多级水力透平.为优选出一种结构紧凑,水力性能好的水轮机模式水力透平流道,基于模糊数学评判方法,以效率为主要目标,综合考虑流道的结构、尺寸和加工制造因素,全面评价18种流道方案.评价结果表明:采用蜗壳式进水室和同径级间导叶的方案1,其空间尺寸适中,加工制造简单,通过对其性能曲线的分析发现:该方案效率达到80.24％,高效区宽,水头回收性能达到设计要求.
水轮机模式水力透平 水力原动机理论 多级水力透平 流道型式 模糊数学