JP75卷盘式喷灌机水涡轮水力性能分析与结构改进设计

作     者：黎耀军 张振洲 严海军 顾涛 LI Yaojun;ZHANG Zhenzhou;YAN Haijun;GU Tao

作者机构：中国农业大学北京市供水管网系统安全与节能工程技术研究中心北京100083 水利部建设管理与质量安全中心北京100038 中国灌溉排水发展中心北京100054 

基　　金：国家重点研发计划项目(2016YFC0400109 2017YFD0201502) 河北省重点研发计划项目(17227207D-03) 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2018年第49卷第1期

页      码：100-107页

摘      要：为了揭示JP75卷盘式喷灌机切击式水涡轮的水力性能及内部流动特征,采用电涡流制动器阻力代替喷灌机负载,进行水涡轮水力性能试验,并基于SST k-ω模型对水涡轮内部流动进行数值模拟。在此基础上,通过模拟正交试验对影响水涡轮水力性能的主要因素进行分析。研究结果表明,水涡轮进出口水头差及输出功率随流量增加近似呈抛物线型增加,不同工况下水涡轮效率均低于35%;水涡轮喷嘴出口处存在回流区,回流区的低速流动降低了喷嘴射流速度,造成水涡轮驱动力矩下降;叶轮内存在一个主过流叶片通道,喷嘴出流在叶轮内主要由主过流通道流经叶轮,主过流通道内叶片工作面压力高于其他区域;叶片出口侧环形流道内流速相对较高,对叶轮内非主过流通道流动起阻滞作用,导致叶轮区形成回流漩涡;喷嘴出口直径和叶片侧端间隙大小对水涡轮水力性能有显著影响,模拟正交试验获得了喷嘴出口直径24 mm、叶片侧向切削点与叶轮旋转轴径向距离52.7 mm、叶片侧端间隙6.8 mm的水涡轮改进方案;与原型水涡轮相比,不同工况下,改进方案水涡轮的进出口水头差降低了20%~30%,输出功率提高了10%~15%,效率提高了12~17个百分点,最高可达52.21%。

主 题 词：卷盘式喷灌机 水涡轮 数值模拟 正交试验 水力性能 

学科分类：082802[082802] 08[工学] 0828[工学-建筑类] 09[农学] 0815[工学-矿业类] 0903[农学-动物生产类] 

核心收录：

D　O　I：10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.012

馆 藏 号：203282624...