[发明专利]一种气液两相液力透平蜗壳

说明书

本发明公开的一种气液两相液力透平蜗壳，包括蜗壳本体，蜗壳本体内沿流道中心线设置有一隔板，隔板将蜗壳本体内分隔为远离蜗壳本体中心点和靠近蜗壳本体中心点两个区域；隔板头部位于蜗壳本体入口处，隔板尾部沿蜗壳本体内圆弧段延伸90‑225°。本发明一种气液两相液力透平蜗壳，通过设置隔板能够有效的控制两相工质在蜗壳本体内的气液分离现象。从而使得透平内部气相分布重新调整，叶轮出口边的气相聚集现象消失，透平的效率和输出功率得到提高。

技术领域

本发明属于液力透平技术领域，具体涉及一种气液两相液力透平蜗壳。

背景技术

液力透平是利用高压的流体作为工质把能量转化为可利用的机械能的一种装置，它的原理是根据高压工质和机械之间的相互作用工作的。从能量的传递过程来看，高压力的工质通过液力透平时所具有的能量总量会发生变化，高压工质的能量转化为透平转轮的机械能，然后去驱动或者辅助其他装置做功。在工业过程中，存在有许多将高压余能直接利用减压阀耗散的消能装置，若能将这些余能使用液力透平进行回收，一方面可以提高能源利用效率，降低污染排放；另一方面还可以给企业带来可观的经济收入。

液力透平在在一些工业流程中，其进口工质为两相气液混合物。研究表明，基于单相液体设计的液力透平，无论是泵反转液力透平还是水轮机式液力透平，它们在气液两相流工况时效率会明显下降，最大下降20％。透平在气液两相工况下效率降低的现象导致透平能量回收效率低，极大的阻碍了透平在工业应用中的推广和普及。

发明人通过对数值模拟结果的分析，发现在气液两相工况时，气液两相混合物在蜗壳内已经发生气相和液相的分离，随后含气不均匀的工质经过导叶进入旋转的叶轮，导致透平内流场分布恶化，叶轮出口边出现气相的聚集，透平的做功能力下降，效率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气液两相液力透平蜗壳，解决了工质在蜗壳内发生气液分离造成透平效率下降的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种气液两相液力透平蜗壳，包括蜗壳本体，蜗壳本体内沿流道中心线设置有一隔板，隔板将蜗壳本体内分隔为远离蜗壳本体中心点和靠近蜗壳本体中心点两个区域；隔板头部位于蜗壳本体入口处，隔板尾部沿蜗壳本体内圆弧段延伸90-225°。

本发明的特点还在于，

隔板尾部沿蜗壳本体内圆弧段延伸90°。

隔板尾部沿蜗壳本体内圆弧段延伸135°。

隔板尾部沿蜗壳本体内圆弧段延伸180°。

隔板尾部沿蜗壳本体内圆弧段延伸225°。

隔板与蜗壳本体的轴向平行。

本发明的有益效果是：本发明一种气液两相液力透平蜗壳，通过隔板将两相工质从蜗壳本体的入口开始就分为两个部分，从靠近蜗壳本体中心点部分进入蜗壳本体的工质中液相工质沿隔板内侧表面运动，气相工质被排挤向蜗壳的出口边运动，进入导叶区域；远离蜗壳本体中心点部分的工质中液相工质沿蜗壳本体壁面运动，气相工质沿隔板的外侧壁面运动，经过隔板尾部之后，这部分工质继续沿蜗壳本体向前运动发生分离。能够有效的控制两相工质在蜗壳本体内的气液分离现象。

附图说明

图1是本发明一种气液两相液力透平蜗壳中隔板尾部沿蜗壳本体内圆弧段延伸90°的结构示意图；

图2是本发明一种气液两相液力透平蜗壳中隔板尾部沿蜗壳本体内圆弧段延伸135°的结构示意图；

图3是本发明一种气液两相液力透平蜗壳中隔板尾部沿蜗壳本体内圆弧段延伸180°的结构示意图；

图4是本发明一种气液两相液力透平蜗壳中隔板尾部沿蜗壳本体内圆弧段延伸225°的结构示意图；