本文關(guān)鍵詞：離心風(fēng)機(jī)全三維數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：離心風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于國防建設(shè)和工業(yè)生產(chǎn)中,在國民經(jīng)濟(jì)和日常生活中占有重要地位。研究離心風(fēng)機(jī)并對其進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),對節(jié)能減排和優(yōu)化能源配置具有重要意義。本文研究工作是在中船重工某研究所攻關(guān)項(xiàng)目背景下進(jìn)行的,利用數(shù)值模擬方法對一船用離心通風(fēng)機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬研究,并與實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果進(jìn)行對比,分析其內(nèi)部氣體流動特點(diǎn),在此基礎(chǔ)上對葉輪葉片以及蝸殼進(jìn)行氣動性能方面的優(yōu)化設(shè)計分析,主要做了以下幾方面的研究工作:(1)原始風(fēng)機(jī)的數(shù)值模擬。介紹原型風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)以及實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng),確定網(wǎng)格的劃分方法和數(shù)值計算的方法,并將計算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證。通過計算結(jié)果分析原始風(fēng)機(jī)流場的主要特點(diǎn),結(jié)果表明,原始風(fēng)機(jī)氣動性能偏低,葉輪通道內(nèi)部流動分離嚴(yán)重。(2)二元葉片的優(yōu)化設(shè)計。針對原始葉輪,提出一種二元葉片型線的設(shè)計方法,利用數(shù)值模擬手段得出葉輪效率最優(yōu)的方案。數(shù)值計算結(jié)果表明,此方法得到的葉輪能較大地提高其效率和總壓升,并對風(fēng)機(jī)整機(jī)效率也有較大幅度的提高。流場分析表明,二元優(yōu)化葉輪大大削弱了流動分離,葉輪的流場得到了優(yōu)化。(3)三元葉片的優(yōu)化探索。在二元優(yōu)化設(shè)計葉片的基礎(chǔ)上,對葉片進(jìn)行三元探索,主要分兩個方面,即是型線的三元優(yōu)化和積疊線的彎掠探索。型線的三元優(yōu)化是以孤立葉輪效率和壓升為優(yōu)化目標(biāo),優(yōu)化結(jié)果表明性能得到進(jìn)一步提高。積疊線的彎掠探索表明,彎葉片和掠葉片對風(fēng)機(jī)性能有明顯影響,彎掠組合葉片的影響不是單獨(dú)彎葉片和單獨(dú)掠葉片的簡單疊加。(4)葉輪與蝸殼軸向尺寸及位置耦合分析。通過對風(fēng)機(jī)整機(jī)的計算分析,結(jié)果表明蝸殼的寬度以及葉輪在蝸殼中的軸向位置對風(fēng)機(jī)性能均有重要影響,并存在蝸殼寬度與葉輪位置的最佳組合。數(shù)值計算結(jié)果表明蝸殼寬度與葉輪軸向位置最佳組合的風(fēng)機(jī)能夠進(jìn)一步提高風(fēng)機(jī)整機(jī)的氣動性能。
【關(guān)鍵詞】：離心風(fēng)機(jī) 優(yōu)化 葉片型線 蝸殼
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH432
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 風(fēng)機(jī)噪聲研究現(xiàn)狀11
• 1.2.3 蝸殼優(yōu)化及其與葉輪匹配性研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容12-15
• 第二章 葉輪機(jī)械數(shù)值模擬方法簡介15-23
• 2.1 引言15-16
• 2.2 軟件NUMECA簡介16-17
• 2.3 基本控制方程17-18
• 2.4 湍流模型18-19
• 2.5 控制方程組的離散19-20
• 2.6 加速收斂技術(shù)20
• 2.7 動靜交接面處理方法20-21
• 2.8 收斂準(zhǔn)則21
• 2.9 本章小結(jié)21-23
• 第三章 原始風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)介紹及數(shù)值模擬研究23-35
• 3.1 研究對象簡介23-24
• 3.2 原始風(fēng)機(jī)實(shí)驗(yàn)介紹24-27
• 3.2.1 離心風(fēng)機(jī)測試介紹24-26
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)性能結(jié)果26-27
• 3.3 原始風(fēng)機(jī)數(shù)值模擬研究27-33
• 3.3.1 網(wǎng)格與計算設(shè)置27-29
• 3.3.2 數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)測試對比分析29-31
• 3.3.3 葉輪內(nèi)部流場數(shù)值模擬結(jié)果分析31-33
• 3.4 本章小結(jié)33-35
• 第四章 二元葉片型線設(shè)計優(yōu)化35-49
• 4.1 優(yōu)化設(shè)計原理及方法35-39
• 4.1.1 基本原理及方程35-37
• 4.1.2 已知條件37-38
• 4.1.3 速度分布函數(shù)設(shè)計38-39
• 4.2 優(yōu)化設(shè)計的實(shí)現(xiàn)及分析39-42
• 4.2.1 主體部39-41
• 4.2.2 微調(diào)部41-42
• 4.3 優(yōu)化性能結(jié)果分析42-48
• 4.3.1 孤立葉輪計算結(jié)果分析42-45
• 4.3.2 整機(jī)計算結(jié)果分析45-47
• 4.3.3 葉片數(shù)目對風(fēng)機(jī)性能的影響47-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 第五章 三元葉片優(yōu)化探索49-63
• 5.1 葉片型線的三元優(yōu)化49-56
• 5.1.1 優(yōu)化設(shè)計方法49-52
• 5.1.2 優(yōu)化結(jié)果分析52-56
• 5.2 彎掠技術(shù)在風(fēng)機(jī)葉片上的應(yīng)用56-61
• 5.2.1 彎掠葉片設(shè)計56-57
• 5.2.2 氣動性能分析57-58
• 5.2.3 流場對比58-61
• 5.3 本章小結(jié)61-63
• 第六章 葉輪與蝸殼軸向尺寸及位置耦合分析63-79
• 6.1 風(fēng)機(jī)整機(jī)軸向尺寸結(jié)構(gòu)64-65
• 6.2 風(fēng)機(jī)軸向尺寸對性能的影響65-68
• 6.2.1 葉輪的軸向位置對性能的影響65-66
• 6.2.2 蝸殼寬度對風(fēng)機(jī)性能的影響66-67
• 6.2.3 蝸殼寬度與葉輪軸向位置的最佳組合67-68
• 6.3 設(shè)計工況下風(fēng)機(jī)內(nèi)流場分析68-75
• 6.3.1 蝸殼內(nèi)部流動分析69-73
• 6.3.2 葉輪內(nèi)部流動分析73-75
• 6.4 全工況性能分析75-78
• 6.5 本章小結(jié)78-79
• 第七章 總結(jié)與展望79-83
• 7.1 全文總結(jié)79-80
• 7.2 研究展望80-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 碩士期間科研情況與獲得的獎勵87-89
• 致謝89-90

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1 于艷秋,朱正;高效離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計研究[J];車輛與動力技術(shù);2003年01期

2 肖建平;離心風(fēng)機(jī)熱膨脹故障的分析和處理[J];江蘇冶金;2005年04期

3 劉師多;丁慧玲;王慧萍;師清翔;倪長安;;兩離心風(fēng)機(jī)串聯(lián)特性試驗(yàn)分析[J];農(nóng)機(jī)化研究;2006年04期

4 王榮先;師清翔;劉師多;倪長安;周學(xué)建;;離心風(fēng)機(jī)串聯(lián)吸氣臨界點(diǎn)的試驗(yàn)[J];河南科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2006年04期

5 王榮先;師清翔;劉師多;倪長安;侯鳳云;;離心風(fēng)機(jī)串聯(lián)吸氣特性的試驗(yàn)研究[J];農(nóng)機(jī)化研究;2006年09期

6 李樹強(qiáng);余志鵬;李華杰;;離心風(fēng)機(jī)與離心風(fēng)機(jī)串聯(lián)特性的試驗(yàn)研究[J];農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程;2007年02期

7 郝靜;張凱;;除塵離心風(fēng)機(jī)存在的問題及改進(jìn)設(shè)計[J];農(nóng)機(jī)化研究;2007年11期

8 李文華;范興文;;離心風(fēng)機(jī)變工況流場分析[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2008年28期

9 陳華平;楊著;秦素風(fēng);;甲醛生產(chǎn)裝置離心風(fēng)機(jī)的廢熱利用[J];節(jié)能;2010年07期

10 李曉麗;楚武利;謝芳;;防渦圈對離心風(fēng)機(jī)性能的影響[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2011年07期

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1 張帥良;;小型離心風(fēng)機(jī)的振動處理及分析——風(fēng)機(jī)動平衡工作經(jīng)驗(yàn)談[A];高效 清潔 安全 電力發(fā)展與和諧社會建設(shè)——吉林省電機(jī)工程學(xué)會2008年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

2 潘建紅;梁社兵;劉利娜;;空調(diào)用離心風(fēng)機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化[A];中國制冷學(xué)會2005年制冷空調(diào)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

3 梁士民;王剛;谷敏杰;胡松濤;;離心風(fēng)機(jī)性能特性實(shí)驗(yàn)測試[A];山東土木建筑學(xué)會熱能動力專業(yè)委員會第13屆學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2010年

4 梁士民;王剛;谷敏杰;胡松濤;;離心風(fēng)機(jī)性能特性實(shí)驗(yàn)測試[A];中國建筑學(xué)會建筑熱能動力分會第十七屆學(xué)術(shù)交流大會暨第八屆理事會第一次全會論文集[C];2011年

5 盤彩美;劉杰;陳江平;;離心風(fēng)機(jī)降噪優(yōu)化設(shè)計的數(shù)值研究[A];上海市制冷學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

6 王剛;鄭小鋒;周睿;胡松濤;劉國丹;;多翼離心風(fēng)機(jī)降噪優(yōu)化研究[A];全國暖通空調(diào)制冷2010年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

7 張弛;;離心風(fēng)機(jī)風(fēng)井噪聲治理隔振研究[A];現(xiàn)代振動與噪聲技術(shù)（第九卷）[C];2011年

8 王松嶺;雷泳;李春曦;論力勇;;基于FLUENT的離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場三維數(shù)值模擬及節(jié)能改造研究[A];中國動力工程學(xué)會第三屆青年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

9 李嵩;朱之墀;;離心風(fēng)機(jī)BPF噪聲數(shù)值預(yù)估方法及其應(yīng)用[A];現(xiàn)代振動與噪聲技術(shù)（第九卷）[C];2011年

10 鄭小鋒;周睿;王剛;胡松濤;劉國丹;;多翼離心風(fēng)機(jī)降噪優(yōu)化研究[A];山東制冷空調(diào)——2009年山東省制冷空調(diào)學(xué)術(shù)年會“煙臺冰輪杯”優(yōu)秀論文集[C];2009年

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1 石雪松 邱明杰;重視核心產(chǎn)品研發(fā) 助力鋼鐵產(chǎn)業(yè)升級[N];中國冶金報;2009年

2 侯杰;自主創(chuàng)新打造核心競爭力[N];中國化工報;2010年

3 臺泥(句容)水泥有限公司工程師 李書兵;淺談回轉(zhuǎn)窯高溫離心風(fēng)機(jī)的維修[N];中國建材報;2013年

4 蔣中秋;干燥器的結(jié)構(gòu)與調(diào)試[N];中國包裝報;2006年

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1 張磊;離心風(fēng)機(jī)多目標(biāo)優(yōu)化及旋轉(zhuǎn)失速機(jī)理研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2011年

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1 秦松江;離心風(fēng)機(jī)的參數(shù)化建模及設(shè)計分析[D];華中科技大學(xué);2009年

2 萬雷;單級離心風(fēng)機(jī)氣動性能模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

3 駱文平;氣浮直驅(qū)高速離心風(fēng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 劉紹輝;離心風(fēng)機(jī)氣動噪聲降噪技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2015年

5 鄭欣;離心風(fēng)機(jī)氣動噪聲數(shù)值模擬與降噪設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2015年

6 胡榮偉;多翼離心風(fēng)機(jī)設(shè)計[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

7 張波;G4-73型離心風(fēng)機(jī)蝸殼與葉輪適配性數(shù)值模擬研究[D];華北電力大學(xué);2015年

8 鐘小普;多出口離心風(fēng)機(jī)流量分配規(guī)律的研究[D];華中科技大學(xué);2014年

9 蔡濤;高效低噪9-19型離心風(fēng)機(jī)模型開發(fā)與噪聲控制研究[D];華中科技大學(xué);2014年

10 陳曉;小型離心風(fēng)機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)優(yōu)化與試驗(yàn)[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2016年

  本文關(guān)鍵詞：離心風(fēng)機(jī)全三維數(shù)值模擬及優(yōu)化設(shè)計研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：262075