本文關(guān)鍵詞：基于能量梯度理論的離心壓縮機固定元件性能改進研究

  更多相關(guān)文章： 離心壓縮機模型級 能量梯度理論 數(shù)值模擬 子午型線 改型研究

【摘要】：離心壓縮機運行耗能巨大,提高離心壓縮機的性能,可以充分利用有限能源,提高經(jīng)濟效益。目前國內(nèi)外學(xué)者,對離心壓縮機的性能改進進行了較多研究,但是流動失穩(wěn)和效率問題還有待于進一步解決。近20年以來,隨著計算流體動力學(xué)的發(fā)展,運用CFD技術(shù)進行數(shù)值模擬能有效的縮短設(shè)計研發(fā)周期,并能節(jié)省大量的實驗費用,現(xiàn)已得到了很廣泛的應(yīng)用。本文運用CFD技術(shù)對所選用的離心壓縮機模型級進行了數(shù)值模擬,應(yīng)用能量梯度理論進行了穩(wěn)定性分析,并且根據(jù)能量梯度理論的分析結(jié)果,針對性地對離心壓縮機模型級的固定元件(包括擴壓器和回流器)提出了改進措施,對能量梯度理論在離心壓縮機內(nèi)部穩(wěn)定性分析以及性能優(yōu)化方面做了一些探索性工作。本文具體工作內(nèi)容包括:運用能量梯度理論對離心壓縮機模型級的內(nèi)部流動進行了穩(wěn)定性分析;根據(jù)能量梯度理論對擴壓器內(nèi)部穩(wěn)定性分析的結(jié)果,針對性地提出葉片擴壓器性能改進措施;同樣運用能量梯度理論對回流器內(nèi)部流動進行了分析,提出了改進回流器子午型線的措施。首先利用三維繪圖軟件對離心壓縮機模型級葉輪、葉片擴壓器和回流器進行幾何建模,獲得離心壓縮機模型級各部分的計算域,并對其進行結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分,分別將不同網(wǎng)格密度和湍流模型的數(shù)值計算結(jié)果與實驗結(jié)果進行對比,選擇合適的網(wǎng)格密度和湍流模型,然后通過數(shù)值計算獲得離心壓縮機模型級的全流場參數(shù),在流量系數(shù)φ=0.12--0.168流量范圍內(nèi),離心壓縮機模型級的多變效率和壓比的預(yù)測曲線與實驗獲得的曲線吻合較好,然后根據(jù)能量梯度理論對離心壓縮機模型級內(nèi)部流動穩(wěn)定性的分析結(jié)果,對葉片擴壓器和回流器提出了改進措施,改進模型的性能有了較大的提升。本文研究結(jié)果表明:將能量梯度理論用于分析離心壓縮機內(nèi)部流動穩(wěn)定性是可行的,能量梯度K函數(shù)在離心壓縮機模型級內(nèi)部的分布,可以為優(yōu)化離心壓縮機模型級的性能提供理論指導(dǎo)。此外,本文的研究結(jié)果對離心壓縮機內(nèi)氣流穩(wěn)定性研究以及深化離心壓縮機性能優(yōu)化的理論基礎(chǔ)都具有一定的意義。
【關(guān)鍵詞】：離心壓縮機模型級 能量梯度理論 數(shù)值模擬 子午型線 改型研究
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH452
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 離心壓縮機實驗研究11-12
• 1.2.2 離心壓縮機數(shù)值研究12-15
• 1.3 離心壓縮機內(nèi)部流動穩(wěn)定性研究難點15
• 1.4 能量梯度理論簡介15-16
• 1.5 本論文的主要工作16-17
• 第二章 離心壓縮機數(shù)值計算及其性能預(yù)測17-26
• 2.1 引言17
• 2.2 離心壓縮機幾何模型17-18
• 2.3 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分18-19
• 2.4 控制方程及數(shù)值方法19-22
• 2.4.1 支配方程19-20
• 2.4.2 能量梯度函數(shù)K值計算20-22
• 2.5 邊界條件22
• 2.6 網(wǎng)格無關(guān)性檢驗22-23
• 2.7 離心壓縮機模型級的性能預(yù)測23-25
• 2.8 本章小結(jié)25-26
• 第三章 離心壓縮機模型級內(nèi)部流動穩(wěn)定性研究26-32
• 3.1 引言26
• 3.2 流場內(nèi)部流動穩(wěn)定性分析26-29
• 3.2.1 不同工況對葉輪內(nèi)部穩(wěn)定性的影響26-27
• 3.2.2 不同工況對擴壓器內(nèi)部穩(wěn)定性影響27-28
• 3.2.3 不同工況對回流器內(nèi)部穩(wěn)定性影響28-29
• 3.3 葉輪內(nèi)部不同區(qū)域?qū)α鲃臃�(wěn)定性的影響29-30
• 3.4 擴壓器內(nèi)部不同區(qū)域?qū)α鲃臃�(wěn)定性的影響30-31
• 3.5 本章小結(jié)31-32
• 第四章 離心壓縮機葉片擴壓器的子午面改型研究32-49
• 4.1 引言32
• 4.2 擴壓器輪盤側(cè)子午型線改型研究32-37
• 4.2.1 擴壓器輪盤側(cè)型線向流道中部收斂32-34
• 4.2.2 改進前后模型性能對比34-37
• 4.3 擴壓器輪蓋側(cè)子午型線改型研究37-39
• 4.4 擴壓器兩側(cè)壁面型線向流道中部同時收斂39-48
• 4.4.1 擴壓器壁面子午型線同時收斂39-43
• 4.4.2 改進前后模型性能對比43-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第五章 離心壓縮機回流器的子午面改型研究49-59
• 5.1 引言49
• 5.2 改進回流器壁面型狀49-58
• 5.2.1 回流器K值分析49-50
• 5.2.2 回流器輪蓋側(cè)傾斜50-51
• 5.2.3 輪蓋側(cè)傾斜不同角度對比51-53
• 5.2.4 改進前后模型性能對比53-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 第六章 離心壓縮機擴壓器葉片葉型的改進研究59-67
• 6.1 引言59
• 6.2 優(yōu)化擴壓器葉片59-66
• 6.2.1 改進模型數(shù)值分析59-62
• 6.2.2 改進模型前后對比62-66
• 6.3 本章小結(jié)66-67
• 第七章 結(jié)論和展望67-70
• 7.1 結(jié)論67-69
• 7.2 展望69-70
• 參考文獻70-74
• 攻讀學(xué)位期間研究成果74-76
• 致謝76

【相似文獻】

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