新型水力風(fēng)機(jī)冷卻塔驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用混流式轉(zhuǎn)輪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種水力風(fēng)機(jī)混流式轉(zhuǎn)輪，具體來(lái)講是一種新型水力風(fēng)機(jī)冷卻塔驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用混流式轉(zhuǎn)輪。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，中國(guó)是世界上第二位能源生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，能源資源總量比較豐富，但人均能源擁有量較低，煤炭和水力資源人均擁有量相當(dāng)于世界平均水平的50%，石油、天然氣人均資源量?jī)H為世界平均水平的1/15左右。要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，必須走節(jié)約資源的道路。工業(yè)用循環(huán)水冷卻塔作為一種通用的循環(huán)水冷卻設(shè)備廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多部門(mén)，如電力、石油、化工、鋼鐵、輕紡和制藥等各領(lǐng)域。通過(guò)利用管路的富裕水力能量，采用水力風(fēng)機(jī)替代電機(jī)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)前景廣闊。
[0003]長(zhǎng)久以來(lái)，作為水力風(fēng)機(jī)的核心部件一一轉(zhuǎn)輪，其效率指標(biāo)低下，運(yùn)行時(shí)振動(dòng)嚴(yán)重，水力穩(wěn)定性差，改造效果差強(qiáng)人意甚至改造失敗一直困擾著水力風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家。為改變?cè)摼置?，結(jié)合水力風(fēng)機(jī)的使用環(huán)境和工作特性來(lái)有針對(duì)性地研制專(zhuān)用轉(zhuǎn)輪十分迫切。因此需要對(duì)現(xiàn)有水力風(fēng)機(jī)的核心部件一一轉(zhuǎn)輪進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，研制出能適應(yīng)水力風(fēng)機(jī)使用條件的具有優(yōu)良水力特性和運(yùn)行穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)輪。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有冷卻塔專(zhuān)用水力風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)輪技術(shù)上存在的水力效率低下、運(yùn)行穩(wěn)定性差的難題，提供一種新型水力風(fēng)機(jī)冷卻塔驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用混流式轉(zhuǎn)輪，具有高效率指標(biāo)、良好的水頭及流量變化的適應(yīng)性及運(yùn)行穩(wěn)定性，最終實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的目的。
[0005]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，構(gòu)造一種新型水力風(fēng)機(jī)冷卻塔驅(qū)動(dòng)用混流式轉(zhuǎn)輪，其特征在于:該轉(zhuǎn)輪包括有上冠、葉片、下環(huán)三部分；上冠、葉片、下環(huán)其本體結(jié)構(gòu)采用鑄造方式，葉片位于上冠、下環(huán)之間并通過(guò)焊接方式與上冠、下環(huán)焊成一體或轉(zhuǎn)輪整體采用鑄造方式。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種新型水力風(fēng)機(jī)冷卻塔驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用混流式轉(zhuǎn)輪，其特征在于:該模型轉(zhuǎn)輪進(jìn)口直徑Dl為500mm，所述葉片(2)的葉片數(shù)為15片，轉(zhuǎn)輪進(jìn)口直徑Dl與出口直徑D2比為1.7，轉(zhuǎn)輪進(jìn)水邊相對(duì)高度為0.088。
[0007]立足于現(xiàn)有基礎(chǔ)轉(zhuǎn)輪，通過(guò)應(yīng)用世界先進(jìn)流體流動(dòng)分析技術(shù)CFD對(duì)專(zhuān)用混流式轉(zhuǎn)輪的內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行分析和優(yōu)化并在真機(jī)試驗(yàn)中得到驗(yàn)證，最終優(yōu)化出的一種新型水力風(fēng)機(jī)冷卻塔驅(qū)動(dòng)用混流式轉(zhuǎn)輪，其特征在于:模型轉(zhuǎn)輪直徑為500_，葉片數(shù)15片，轉(zhuǎn)輪進(jìn)口直徑Dl與出口直徑D2比為1.7，轉(zhuǎn)輪進(jìn)水邊相對(duì)高度為0.088。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種新型水力風(fēng)機(jī)冷卻塔驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用混流式轉(zhuǎn)輪，其特征在于:模型轉(zhuǎn)輪的最優(yōu)工況比轉(zhuǎn)速為64.5m.kW，單位轉(zhuǎn)速變化范圍為45?75r/min，最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速61.8r/min，最優(yōu)單位流量0.120m3/s，模型最優(yōu)點(diǎn)效率90%。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型所述的一種新型水力風(fēng)機(jī)冷卻塔驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用混流式轉(zhuǎn)輪，其特征在于:單位轉(zhuǎn)速變化范圍寬廣，水力高效區(qū)范圍寬，對(duì)水頭變化及流量變化具有良好的適應(yīng)性，有利于水力風(fēng)機(jī)冷卻塔在白天和晚上、不同季節(jié)、不同地域?qū)崿F(xiàn)水力風(fēng)機(jī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，確保工況變化后的高效率和良好的穩(wěn)定性。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)越性在于:本實(shí)用新型通過(guò)改進(jìn)優(yōu)化，在此提供一種新型水力風(fēng)機(jī)冷卻塔驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用混流式轉(zhuǎn)輪，該轉(zhuǎn)輪克服了大多數(shù)現(xiàn)有水力風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用混流式轉(zhuǎn)輪存在的效率指標(biāo)低下，運(yùn)行振動(dòng)嚴(yán)重，水力穩(wěn)定性差，改造效果差強(qiáng)人意的不足。
[0011]通過(guò)采用計(jì)算機(jī)流體流動(dòng)分析技術(shù)CFD及真機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證，研制出能適應(yīng)水力風(fēng)機(jī)使用條件的具有優(yōu)良水力特性和運(yùn)行穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)輪，單位轉(zhuǎn)速變化范圍寬廣，水力高效區(qū)范圍寬，對(duì)水頭變化及流量變化具有良好的適應(yīng)性，有利于水力風(fēng)機(jī)冷卻塔在白天和晚上、不同季節(jié)、不同地域?qū)崿F(xiàn)水力風(fēng)機(jī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，確保工況變化后的高效率和良好的穩(wěn)定性，最終實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)示意圖
[0013]圖2是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)輪葉片軸面示意圖
[0014]圖3是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)輪葉片平面示意圖
[0015]圖中:上冠1，葉片2，下環(huán)3。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合附圖1-3對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0017]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有水力風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用混流式轉(zhuǎn)輪技術(shù)上存在的不足，解決目前大多數(shù)水力風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)輪所存在的水力效率低下、運(yùn)行穩(wěn)定性差的難題，提供一種新型水力風(fēng)機(jī)冷卻塔驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用的混流式轉(zhuǎn)輪，具有高效率指標(biāo)、良好的水頭及流量變化適應(yīng)性及運(yùn)彳丁穩(wěn)定性，最終實(shí)現(xiàn)尚效節(jié)能的目的。
[0018]如圖1-3所示:本實(shí)用新型所述一種新型水力風(fēng)機(jī)冷卻塔驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用混流式轉(zhuǎn)輪，其特征在于:該轉(zhuǎn)輪包括有上冠1、葉片2、下環(huán)3三部分。上冠1、下環(huán)3、葉片2其本體結(jié)構(gòu)采用鑄造方式，葉片2位于上冠1、下環(huán)3之間并通過(guò)焊接方式與上冠、下環(huán)焊成一體或轉(zhuǎn)輪整體采用鑄造方式。
[0019]首先，在從現(xiàn)有混流式轉(zhuǎn)輪中優(yōu)選出一個(gè)比較適合水力風(fēng)機(jī)冷卻塔驅(qū)動(dòng)用的基礎(chǔ)轉(zhuǎn)輪，在選出的基礎(chǔ)轉(zhuǎn)輪基礎(chǔ)上，通過(guò)合理選擇與轉(zhuǎn)輪相匹配的蝸殼及固定導(dǎo)葉型線尺寸及導(dǎo)葉高度，利用計(jì)算機(jī)流體流動(dòng)分析技術(shù)CFD對(duì)整個(gè)流場(chǎng)進(jìn)行分析，獲得水力效率等關(guān)鍵性指標(biāo)。
[0020]其次，建立多個(gè)流道匹配模型，有針對(duì)性調(diào)整流道尺寸及轉(zhuǎn)輪葉片翼型斷面形狀，多方案比較，優(yōu)選控制性參數(shù)好的葉片翼型斷面形狀和匹配流道及導(dǎo)葉形狀。
[0021]最后，根據(jù)分析結(jié)果，優(yōu)選出控制性參數(shù)最好的葉片翼型斷面形狀和匹配流道及導(dǎo)葉形狀，確定定型方案。根據(jù)最優(yōu)方案制造真機(jī)驗(yàn)證模型，通過(guò)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行真機(jī)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證轉(zhuǎn)輪的控制性水力性能指標(biāo)是否合符預(yù)期并最終確定。
[0022]本實(shí)用新型通過(guò)改進(jìn)優(yōu)化，在此提供一種新型水力風(fēng)機(jī)冷卻塔驅(qū)動(dòng)用混流式轉(zhuǎn)輪，該轉(zhuǎn)輪克服了大多數(shù)現(xiàn)有水力風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用混流式轉(zhuǎn)輪存在的效率指標(biāo)低下，運(yùn)行振動(dòng)嚴(yán)重，水力穩(wěn)定性差，改造效果差強(qiáng)人意的不足。該實(shí)用新型轉(zhuǎn)輪具有優(yōu)良水力特性和良好的運(yùn)行穩(wěn)定性，單位轉(zhuǎn)速變化范圍寬廣，水力高效區(qū)范圍寬，對(duì)水頭變化及流量變化具有良好的適應(yīng)性，有利于水力風(fēng)機(jī)冷卻塔在白天和晚上、不同季節(jié)、不同地域?qū)崿F(xiàn)水力風(fēng)機(jī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，確保工況變化后的高效率和良好的穩(wěn)定性，最終實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的目的。
[0023]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型水力風(fēng)機(jī)冷卻塔驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用混流式轉(zhuǎn)輪，其特征在于:該轉(zhuǎn)輪包括有上冠(1)，葉片(2)、下環(huán)(3)三部分；上冠(1)、葉片(2)、下環(huán)(3)其本體結(jié)構(gòu)采用鑄造方式，葉片(2)位于上冠(1)、下環(huán)(3)之間并通過(guò)焊接方式與上冠(1)、下環(huán)(3)焊成一體或轉(zhuǎn)輪整體采用鑄造方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型水力風(fēng)機(jī)冷卻塔驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用混流式轉(zhuǎn)輪，其特征在于:該轉(zhuǎn)輪進(jìn)口直徑Dl為500mm，所述葉片(2)的葉片數(shù)為15片，轉(zhuǎn)輪進(jìn)口直徑Dl與出口直徑D2比為1.7，轉(zhuǎn)輪進(jìn)水邊相對(duì)高度為0.088。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型水力風(fēng)機(jī)冷卻塔驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用混流式轉(zhuǎn)輪，其特征在于:該轉(zhuǎn)輪的最優(yōu)工況比轉(zhuǎn)速為64.5m.kW，單位轉(zhuǎn)速變化范圍為45?75r/min，最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速61.8r/min，最優(yōu)單位流量0.120m3/s，模型最優(yōu)點(diǎn)效率90%。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型為一種新型水力風(fēng)機(jī)冷卻塔驅(qū)動(dòng)專(zhuān)用混流式轉(zhuǎn)輪，該轉(zhuǎn)輪葉片分別與上冠和下環(huán)焊接成一體或轉(zhuǎn)輪整體采用鑄造方式。模型轉(zhuǎn)輪直徑500mm,葉片數(shù)15片，轉(zhuǎn)輪進(jìn)口直徑D1與出口直徑D2比為1.7，轉(zhuǎn)輪進(jìn)水邊相對(duì)高度為0.088，模型轉(zhuǎn)輪的最優(yōu)比轉(zhuǎn)速為64.5m.kW，單位轉(zhuǎn)速變化范圍為45～75r/min，最優(yōu)效率高達(dá)90%。該轉(zhuǎn)輪具有低比轉(zhuǎn)速、高水力效率和高單位轉(zhuǎn)速變幅的水力特性。本實(shí)用新型葉片翼型獨(dú)特，模型轉(zhuǎn)輪效率高，對(duì)水頭及流量的變化有很高的適應(yīng)性，確保在較寬的水頭及流量變化范圍水輪機(jī)都能保持較高的效率，具有良好的運(yùn)行穩(wěn)定性。
【IPC分類(lèi)】F04D25-04, F03B3-12
【公開(kāi)號(hào)】CN204299769
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420522693
【發(fā)明人】胡張健, 賴(lài)凌云
【申請(qǐng)人】樂(lè)山東方動(dòng)力節(jié)能設(shè)備有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年9月12日