發(fā)布時(shí)間：2017-04-10 19:03

  本文關(guān)鍵詞：大流量系數(shù)離心壓縮機(jī)級(jí)間影響的數(shù)值研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：離心壓縮機(jī)具有壓比高、穩(wěn)定運(yùn)行工況寬以及結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn),因而被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域中。隨著成套裝置走向大型化,離心壓縮機(jī)正朝著大流量系數(shù)和高壓比的方向發(fā)展。因此,高性能大流量系數(shù)基本級(jí)研發(fā)以及級(jí)間影響問(wèn)題的研究受到了高度關(guān)注和重視。離心葉輪設(shè)計(jì)時(shí)一般假設(shè)氣流均勻來(lái)流,不考慮預(yù)旋。但對(duì)于多級(jí)離心壓縮機(jī)而言,上一級(jí)以及采用徑向進(jìn)氣裝置的出口氣流場(chǎng)是不均勻的且具有一定程度的旋繞,大流量系數(shù)基本級(jí)更是如此。在進(jìn)口畸變條件下,下一級(jí)的工作點(diǎn)將偏離設(shè)計(jì)工況,進(jìn)而會(huì)影響整機(jī)的氣動(dòng)性能。進(jìn)口畸變?nèi)绾斡绊懥鲌?chǎng)和性能以及如何控制畸變是提高多級(jí)離心壓縮機(jī)氣動(dòng)性能的關(guān)鍵問(wèn)題之一.本文以大流量系數(shù)雙級(jí)離心壓縮機(jī)為研究對(duì)象,采用CFD方法對(duì)其級(jí)間影響問(wèn)題進(jìn)行研究。通過(guò)兩級(jí)聯(lián)算以及不同進(jìn)氣條件下第二級(jí)的單獨(dú)計(jì)算,研究第一級(jí)出口氣流參數(shù)的分布特點(diǎn)及形成原因,對(duì)比分析兩級(jí)聯(lián)算、均勻進(jìn)氣以及其它來(lái)流條件下第二級(jí)的外特性與內(nèi)部流場(chǎng),獲得多級(jí)環(huán)境下前一級(jí)出口畸變氣流對(duì)于后一級(jí)工作特性的影響規(guī)律。計(jì)算結(jié)果表明：在非均勻來(lái)流情況下,第二級(jí)葉輪內(nèi)二次流的堆積和摻混損失顯著增加,性能曲線偏離設(shè)計(jì)曲線,同時(shí)有效工況范圍變小,尤其在大流量處,阻塞工況明顯提前。設(shè)計(jì)點(diǎn)處,兩級(jí)環(huán)境下第二級(jí)的多變效率比均勻來(lái)流時(shí)下降了4.89%。此外,對(duì)于本文研究的葉輪,第一級(jí)出口氣流的徑向畸變比周向畸變對(duì)第二級(jí)性能的影響更顯著。不同預(yù)旋來(lái)流對(duì)葉輪葉片做功能力的影響主要體現(xiàn)在葉片的入口段,負(fù)預(yù)旋比重較大的來(lái)流使得葉片入口段載荷變大。相比較而言,不同預(yù)旋來(lái)流對(duì)葉片載荷分布的影響是從葉根到葉頂逐漸增大的。第一級(jí)出口畸變氣流對(duì)第二級(jí)性能的影響以葉輪和擴(kuò)壓器最為明顯,而對(duì)后面彎道和回流器等靜止部件的影響相對(duì)較小。另外,本文采用串列葉片回流器的優(yōu)化方案改善了第一級(jí)出口流場(chǎng)的均勻性,提高了下一級(jí)的性能。本文除了開(kāi)展數(shù)值計(jì)算工作外,還對(duì)級(jí)間影響的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)。由于受實(shí)驗(yàn)臺(tái)限制,只能進(jìn)行單葉輪旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。為了實(shí)現(xiàn)級(jí)間影響研究,故采用靜止導(dǎo)葉代替第一級(jí)葉輪和擴(kuò)壓器葉片,使其出口角逼近真實(shí)第一級(jí)擴(kuò)壓器出口角。這樣,由實(shí)際2級(jí)基本級(jí)變成了1.5級(jí)。基于此思路,本文利用葉片造型軟件(BladeGen)對(duì)1.5級(jí)離心壓縮機(jī)的進(jìn)氣導(dǎo)葉進(jìn)行了設(shè)計(jì),并通過(guò)數(shù)值方法驗(yàn)證了該實(shí)驗(yàn)方案的可行性。
【關(guān)鍵詞】：離心壓縮機(jī) 模型級(jí) 級(jí)間影響 進(jìn)氣畸變 數(shù)值分析
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH452
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析10-13
• 1.3 CFD在離心壓縮機(jī)中的應(yīng)用與NUMECA軟件介紹13-16
• 1.3.1 CFD在離心壓縮機(jī)中的應(yīng)用13-14
• 1.3.2 NUMECA軟件介紹14-16
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容16-18
• 2 數(shù)值研究方法18-25
• 2.1 基本控制方程18-19
• 2.2 湍流模型19-20
• 2.2.1 湍流模型分類及應(yīng)用19
• 2.2.2 Spalart-Allmaras一方程模型介紹19-20
• 2.3 動(dòng)靜交界面的處理方法20-22
• 2.4 網(wǎng)格的劃分22-23
• 2.6 本章小結(jié)23-25
• 3 雙級(jí)離心壓縮機(jī)計(jì)算模型建立及第一級(jí)出口流場(chǎng)分析25-35
• 3.1 計(jì)算模型建立25-28
• 3.1.1 幾何模型25-26
• 3.1.2 計(jì)算網(wǎng)格及無(wú)關(guān)性驗(yàn)證26-28
• 3.1.3 邊界條件及收斂標(biāo)準(zhǔn)28
• 3.2 離心壓縮機(jī)基本性能參數(shù)28-29
• 3.3 數(shù)值模擬精度驗(yàn)證29-30
• 3.4 第一級(jí)性能與出口流場(chǎng)特性分析30-34
• 3.4.1 外特性分析30
• 3.4.2 出口流場(chǎng)分析30-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 4 Model 1 雙級(jí)離心壓縮機(jī)級(jí)間影響分析35-50
• 4.1 計(jì)算概述35-36
• 4.1.1 不同來(lái)流條件的設(shè)定35-36
• 4.1.2 邊界條件36
• 4.2 計(jì)算結(jié)果與分析36-45
• 4.2.1 外特性分析36-37
• 4.2.2 流場(chǎng)分析37-45
• 4.3 預(yù)旋程度的變化對(duì)模型級(jí)性能的影響45-48
• 4.3.1 幾種預(yù)旋程度的變化45-46
• 4.3.2 計(jì)算結(jié)果與分析46-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 5 Model 2雙級(jí)離心壓縮機(jī)級(jí)問(wèn)影響分析50-67
• 5.1 計(jì)算概述50-51
• 5.1.1 不同來(lái)流條件的設(shè)定50-51
• 5.1.2 邊界條件51
• 5.2 計(jì)算結(jié)果與分析51-58
• 5.2.1 外特性分析51-52
• 5.2.2 流場(chǎng)分析52-58
• 5.3 Model1和Model2計(jì)算結(jié)果對(duì)比58-59
• 5.4 回流器的優(yōu)化設(shè)計(jì)59-61
• 5.5 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及CFD驗(yàn)證61-66
• 5.5.1 實(shí)驗(yàn)方案的確定61-62
• 5.5.2 入口導(dǎo)葉設(shè)計(jì)62-64
• 5.5.3 實(shí)驗(yàn)方案的數(shù)值驗(yàn)證64-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論與展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況72-73
• 致謝73-74

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 汪創(chuàng)華;劉靜;姚瑞鋒;王軍;;離心葉輪長(zhǎng)、短葉片參數(shù)對(duì)壓縮機(jī)性能影響分析[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2013年02期

2 孫芊蔚;李秋實(shí);李志平;;傳熱對(duì)微型離心葉輪間隙泄漏流動(dòng)影響的數(shù)值研究[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2014年07期

3 陳浮;王云飛;陳煥龍;李國(guó)占;;雷諾數(shù)對(duì)帶蝸殼的離心壓氣機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)影響研究[J];推進(jìn)技術(shù);2013年07期

4 李學(xué)臣;席光;;離心葉輪出口流動(dòng)分離區(qū)影響因素的數(shù)值研究[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2013年09期

  本文關(guān)鍵詞：大流量系數(shù)離心壓縮機(jī)級(jí)間影響的數(shù)值研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：297362