隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展,對能源的需求與日俱增,作為一個能源進(jìn)口大國,節(jié)能關(guān)系到國家戰(zhàn)略,是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的需要。泵與風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械年耗電量逾8000億千瓦,占全國總發(fā)電量的40%以上,變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是此類設(shè)備節(jié)能的有效措施。液力行星調(diào)速系統(tǒng)非常適用于大功率泵等設(shè)備的調(diào)速節(jié)能,其核心元件導(dǎo)葉可調(diào)式液力變矩器在我國的研究還很少,可用型號極其有限,制約了這種性能優(yōu)良的大功率調(diào)速設(shè)備的發(fā)展。本文以EL9型液力變矩器為對象,對其低轉(zhuǎn)速比效率的影響因素展開研究,結(jié)合一元束流理論與CFD技術(shù),設(shè)計了針對低轉(zhuǎn)速比效率的優(yōu)化方法,并闡明了效率變化的內(nèi)在機(jī)理。主要工作包括:（1）以一元束流理論為基礎(chǔ),建立可調(diào)式液力變矩器數(shù)學(xué)模型,針對優(yōu)化過程中渦輪葉片彎曲程度增大的特點,通過增加旋渦損失項對模型進(jìn)行修正。并以該模型作為計算核心,以低轉(zhuǎn)速比效率為優(yōu)化目標(biāo),使用小種群遺傳算法對各葉輪進(jìn)出口角進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化后變矩器低轉(zhuǎn)速比效率及泵輪力矩系數(shù)均有所提升。（2）以一元理論優(yōu)化的結(jié)果為基礎(chǔ),建立了變矩器三維模型,應(yīng)用CFD技術(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬。模擬結(jié)果顯示,優(yōu)化后與原型相比,在低于0.7轉(zhuǎn)速比區(qū)域內(nèi)效率全面提升,在... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Vorecon調(diào)速行星裝置結(jié)構(gòu)簡圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文率，甚至可以允許最高效率略低。隨著對液力變矩器特性要求的改變，對器全工況范圍效率影響因素與機(jī)理的研究也成為液力變矩器研究的關(guān)鍵，這其中又以提高低轉(zhuǎn)速比區(qū)域效率最為重要。結(jié)合多種研究方法，分析器低轉(zhuǎn)速比效率的變化規(guī)律與原理，從而有針對性的制定優(yōu)化方案，對于大功率、寬范圍、高效率的大型液力傳動設(shè)備，對于滿足社會發(fā)展的節(jié)能，均具有深遠(yuǎn)而重大的意義。.2 液力變矩器結(jié)構(gòu)及工作原理液力變矩器是一種通過改變液體動能達(dá)到能量傳遞效果的液力元件，其包含三種基本葉輪，連接動力機(jī)的泵輪、連接負(fù)載的渦輪以及不進(jìn)行旋轉(zhuǎn)輪。如圖 1-2 所示。

圖 2-1 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下流體質(zhì)點運動描述模型問題在理論上基本沒有解決。雖然從數(shù)學(xué)上來看，若欲對方確定解，只需提供初始條件與邊界條件便以足夠。但實際上守恒方程為二階偏微分方程，對高雷諾數(shù)的強(qiáng)湍流流動求解強(qiáng)只能得到非確定解。因而對某個特定流動進(jìn)行完全精確的來看是不可能做到的。同時，對于工程應(yīng)用來說，更加關(guān)注狀態(tài)，而是能體現(xiàn)總體效果的平均的統(tǒng)計性能，通常采用數(shù)取流暢信息。最為常用的數(shù)值模擬方法包括直接數(shù)值模擬（DNS）、大渦模擬模擬（RANS）三種。，直接數(shù)值模擬 DNS 不對湍流作任何程度的�；�，直接求解方程。DNS 計算的要求十分苛刻，其計算域的尺寸要足夠寸要非常小，這就導(dǎo)致總網(wǎng)格數(shù)量極其龐大，除此之外時間非常小的程度。以上因素共同作用使 DNS 計算所耗費的資源

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于多目標(biāo)優(yōu)化的液力變矩器葉形角度設(shè)計[J]. 閆清東,李新毅,魏巍.  華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(09)
[2]基于復(fù)雜性測度的變矩器流場仿真湍流模型穩(wěn)健性分析[J]. 劉樹成,潘鑫,魏巍,閆清東,賴宇陽.  吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2013(03)
[3]基于CFD的液力變矩器等效參數(shù)性能預(yù)測模型[J]. 吳光強(qiáng),王立軍.  同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(01)
[4]風(fēng)力機(jī)與液力變速傳動裝置匹配工作特性研究[J]. 董泳,周緒強(qiáng),畢強(qiáng).  中國機(jī)械工程. 2012(06)
[5]液力變矩器軸向力的CFD計算與分析[J]. 劉春寶,馬文星,許睿.  吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2009(05)
[6]液力變矩器葉片流固耦合強(qiáng)度分析[J]. 魏巍,閆清東,朱顏.  兵工學(xué)報. 2008(10)
[7]風(fēng)機(jī)水泵變頻調(diào)速和液力耦合器調(diào)速節(jié)能比較[J]. 徐甫榮,朱修春.  變頻器世界. 2008(02)
[8]基于三維流動理論的液力變矩器設(shè)計流程[J]. 王健,葛安林,雷雨龍,田華,楊建華.  吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2006(03)
[9]導(dǎo)葉可調(diào)式液力變矩器數(shù)學(xué)模型的建立[J]. 閆國軍,董泳,陸肇達(dá).  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2001(02)
[10]兩種可調(diào)式液力變矩器的性能分析與試驗研究[J]. 蔡建勇,陶曾魯,饒鴻才.  上海鐵道學(xué)院學(xué)報. 1994(03)

博士論文
[1]向心渦輪式液力變矩器葉柵系統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計方法研究[D]. 劉城.北京理工大學(xué) 2015

碩士論文
[1]液力變矩器內(nèi)流場尺度解析求解方法研究[D]. 徐志軒.吉林大學(xué) 2017
[2]葉片角對雙渦輪液力變矩器設(shè)計轉(zhuǎn)速比的影響研究[D]. 祝鵬雪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]大功率液力變矩器三維流場數(shù)值計算與分析[D]. 國成.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]LB46型可調(diào)式離心渦輪變矩器內(nèi)流場數(shù)值計算及分析[D]. 畢強(qiáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[5]汽車液力變矩器內(nèi)流場的數(shù)值分析[D]. 余鑫.吉林大學(xué) 2005



本文編號：3263042