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: 严海军 张振洲 顾涛 黎耀军
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 农学
• 关键词: 卷盘式喷灌机 水涡轮 数值模拟 正交试验 水力性能
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 农业装备与机械化工程
• 页码范围: 100-107
• 页数: 8页
• 分类号: S277.9+4
• 字数: 3522字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2018.01.012

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6.8mm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％.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	严海军	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	72	694	16.0	23.0
2	黎耀军	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	19	458	9.0	19.0
3	顾涛		4	35	3.0	4.0
4	张振洲		4	15	2.0	3.0