叶片数对管道式Savonius水力透平的性能影响

作     者：王晓晖 武赞秀 匡开林 刘强 WANG Xiaohui;WU Zanxiu;KUANG Kailin;LIU Qiang

作者机构：兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 甘肃省流体机械及系统重点实验室甘肃兰州730050 

出 版 物：《华中科技大学学报:自然科学版》 (Journal of Huazhong University of Science and Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2023年第51卷第7期

页      面：137-143页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51569013) 甘肃省杰出青年基金资助项目(20JR10RA203) 甘肃省优秀研究生“创新之星”项目(2021CXZX-476) 

主　　题：Savonius涡轮 水力透平 叶片数 平面势理论 扭矩 

摘      要：以DN50的管道式Savonius水力透平为研究对象,基于平面势流理论分析了涡轮一个旋转周期内的扭矩变化.CFX18.0数值模拟发现:涡轮扭矩变化规律与理论分析结果一致,其中主动力区和次动力区为涡轮正扭矩区域,主阻力区和次阻力区为负扭矩区域.以动力区最大为原则,建立了动力区覆盖角与涡轮内流角和导流板倾角之间的解析关系,提出了最优叶片数的计算方法,计算得到最优叶片数为4.5组涡轮功率试验表明:当管道进口压力为200 kPa,流量为4 m^(3)/h时,4叶片的涡轮回收功率和效率均最高,分别为5.76 W和19.05%.当流量从4 m^(3)/h增加至7 m^(3)/h时,Savonius涡轮的转速和压差均呈线性增加,功率先缓慢后快速增加.叶片数越多,扭矩变化幅度越小,叶片数越少,变化幅度越大.