1、液力透平可以回收高壓液體的能量，將其壓力能轉換為機械能，驅動泵、風機等工作機做功或者用于發(fā)電。液力透平主要形式之一是用泵反轉作透平，包括單級和多級結構。泵反轉作透平具有可以批量生產(chǎn)、結構簡單、質量穩(wěn)定、成本低、應用廣泛和性能可靠等優(yōu)點。在工業(yè)裝置中需要回收高壓液體的壓力、流量千差萬別，需要的液力透平種類很多。這就要求泵反轉作透平需具有較為準確、快捷的選型方法。一般情況下液力透平的工作介質有純液和液體中含有一定量氣體兩種工況。在這兩種工況

2、下利用泵反轉作液力透平時，就需要研究液力透平的基本方程;研究液力透平的內、外特性如何變化;以及泵反轉作液力透平如何選型等問題。本文選用比轉速為23.1、41、55.7、84.5的四種低比轉速單級單吸離心泵反轉作透平，以氣液兩相流理論為基礎，利用理論推導、數(shù)值模擬方法對上述問題進行研究。
　　 1、方程的推導。對于液力透平介質含氣工況，在常溫常壓下，當氣體體積含量不超過20％時，忽略介質內能的變化，僅考慮壓力變化引起的氣體膨脹。由

3、于氣體具有可壓縮性，且存在氣液兩相分離，動量矩定理不在適用氣液兩相介質下液力透平基本方程的推導。本文從功能轉換基本原理出發(fā)，根據(jù)熱力學第一定律，推導出液力透平在氣液兩相介質下的基本方程。結果表明液力透平介質含氣工況和純水介質工況的能量方程不同。
　　 2、液力透平的外特性及性能預測。數(shù)值計算結果表明:介質含氣時液力透平的壓頭增大，功率和最優(yōu)效率減小，最優(yōu)效率流量減小。不同比轉速透平的壓頭隨著體積含氣率的增加而增大，效率和功率則減

4、小。透平在純水介質工況和介質含氣工況與泵的壓頭換算系數(shù)h、流量換算系數(shù)q均大于1，且比轉速較大的透平對應著較小的h、q值;效率換算系數(shù)λ均在0.9～1之間，變化很小;功率換算系數(shù)p的變化均沒有規(guī)律性。透平介質含氣工況的q、p、λ值均小于純水介質工況的值，h值的大小則不定。
　　 3、回歸分析法?；貧w分析可應用于泵作透平性能預測的研究。使用回歸分析可得到最優(yōu)工況時泵與透平的換算系數(shù)曲線h—nsp、q—nsp和nst—nsp的數(shù)學方

5、程式，由此可根據(jù)透平工況選擇合適的泵。不同比轉速透平的揚程、功率無因次特性曲線基本相同，可分別回歸成一條特性曲線，用來研究透平在非設計工況的性能。而不同比轉速透平的效率無因次特性曲線差別較大。
　　 4、液力透平的內流場。液力透平內部壓力從蝸殼進口到葉輪出口遞減，各流道的壓力分布不對稱，壓力梯度不均勻，葉片背面壓力小于葉片工作面壓力。透平進出口壓差隨著含氣率的增大而減小，隨著流量的增大而增大;在葉片工作面和背面存在較大的漩渦區(qū)域