級(jí)環(huán)境下的流動(dòng)是近年來(lái)葉輪機(jī)械領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。本文以某離心壓縮機(jī)中間級(jí)單通道為計(jì)算模型,對(duì)流道內(nèi)部的復(fù)雜湍流流動(dòng)特征及其性能進(jìn)行數(shù)值模擬研究。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析壓縮機(jī)各個(gè)部件內(nèi)部流動(dòng)特點(diǎn)及規(guī)律。首先利用典型后臺(tái)階實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行湍流模型的對(duì)比和確定,通過(guò)大量數(shù)據(jù)計(jì)算比對(duì)速度剖面、壓力系數(shù)、摩擦系數(shù)等參數(shù),再考慮網(wǎng)格數(shù)、計(jì)算時(shí)間、CPU容量等硬件因素,選擇標(biāo)準(zhǔn)k-?湍流模型進(jìn)行本文的數(shù)值計(jì)算。所研究壓縮機(jī)模型外徑400mm,機(jī)器馬赫數(shù)0.8,葉輪轉(zhuǎn)速13366rpm。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由某壓縮機(jī)制造設(shè)計(jì)企業(yè)實(shí)驗(yàn)中心提供。本文計(jì)算9個(gè)工況點(diǎn),將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)得出的相應(yīng)性能參數(shù)值進(jìn)行了對(duì)比。計(jì)算所得曲線與實(shí)驗(yàn)相比趨勢(shì)較符合且最高效率誤差不超過(guò)4%。選取一個(gè)設(shè)計(jì)工況和兩個(gè)非設(shè)計(jì)工況,詳細(xì)分析了葉輪、擴(kuò)壓器、回流器等重要部件內(nèi)部流動(dòng)特征,通過(guò)壓力、速度分布的對(duì)比,發(fā)現(xiàn)非設(shè)計(jì)工況的回流、特征梯度不均等問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)損失過(guò)多,效率降低,而設(shè)計(jì)工況附近的均勻流動(dòng)則不易發(fā)生分離現(xiàn)象且有較高效率。研究結(jié)果為離心壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)、改進(jìn)和優(yōu)化提供有價(jià)值的數(shù)值依據(jù)。 

【文章來(lái)源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：50 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 離心壓縮機(jī)內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀與進(jìn)展
    1.2 流動(dòng)物理模型與相應(yīng)算法的發(fā)展
        1.2.1 葉輪機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值模擬算法的發(fā)展
        1.2.2 湍流模型
        1.2.3 SIMPLEC 算法
    1.3 離心壓縮機(jī)內(nèi)部流動(dòng)的物理模型和數(shù)值解法
    1.4 本文主要工作
第二章 湍流模型的對(duì)比
    2.1 背景介紹
    2.2 湍流模型介紹
        2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)k-ε 模型
        2.2.2 S-A 模型
        2.2.3 kω-SST 模型
        2.2.4 RSM 模型
    2.3 模型比對(duì)工作及結(jié)論
    2.4 小結(jié)
第三章 離心壓縮機(jī)幾何建模與邊界處理
    3.1 離心壓縮機(jī)模型幾何尺寸
    3.2 求解方法與計(jì)算條件設(shè)置
    3.3 建模及網(wǎng)格生成
    3.4 壓縮機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)計(jì)算方法
        3.4.1 連續(xù)性方程
        3.4.2 動(dòng)量方程
        3.4.3 能量方程
    3.5 壓縮機(jī)的基本性能參數(shù)
        3.5.1 馬赫數(shù)
        3.5.2 流量及流量系數(shù)
        3.5.3 壓力及壓比
        3.5.4 葉輪轉(zhuǎn)速
        3.5.5 多變效率與能量頭系數(shù)
    3.6 小結(jié)
第四章 壓縮機(jī)單通道計(jì)算結(jié)果與對(duì)比分析
    4.1 實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介
    4.2 計(jì)算與實(shí)驗(yàn)性能曲線對(duì)比分析
    4.3 離心式壓縮機(jī)內(nèi)部湍流流動(dòng)特性分析
        4.3.1 葉輪特征面（盤蓋側(cè)、壓力面、吸力面）流動(dòng)特性
        4.3.2 擴(kuò)壓器特征面（盤側(cè)、蓋側(cè)、中間面）流動(dòng)特性分析
        4.3.3 回流器流動(dòng)特性分析
    4.4 小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]淺析離心壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 蘇軍,徐小智.  通用機(jī)械. 2008(09)
[2]高速離心壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)失速的三維數(shù)值模擬[J]. 郭強(qiáng),竺曉程,杜朝輝,陳華,趙巖.  推進(jìn)技術(shù). 2007(04)
[3]計(jì)及幾何參數(shù)變化的離心壓氣機(jī)特性分析[J]. 初雷哲,杜建一,湯華,趙曉路,徐建中.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2006(03)
[4]分流葉片位置對(duì)高轉(zhuǎn)速離心壓氣機(jī)性能的影響[J]. 劉瑞韜,徐忠.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2005(01)
[5]離心風(fēng)機(jī)的流場(chǎng)分析和參數(shù)化設(shè)計(jì)[J]. 鄒建煌,杜群貴,謝在玉.  機(jī)床與液壓. 2005(02)
[6]非設(shè)計(jì)工況下離心葉輪內(nèi)湍流場(chǎng)的LDV測(cè)量[J]. 劉正先,王永,曹淑珍,谷傳綱,苗永淼.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2004(04)
[7]三維方腔拖曳流的數(shù)值模擬[J]. 王小華,何鐘怡.  水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展（A輯）. 2004(02)
[8]含分流葉片的離心壓縮機(jī)級(jí)內(nèi)三維流場(chǎng)數(shù)值分析[J]. 劉瑞韜,徐忠,孫玉山.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2004(01)
[9]模型級(jí)設(shè)計(jì)中CFD軟件的應(yīng)用[J]. 劉瑞韜,徐忠,孫玉山.  風(fēng)機(jī)技術(shù). 2004(01)
[10]基于三維粘性流動(dòng)分析的離心壓縮機(jī)葉輪設(shè)計(jì)方法[J]. 席光,王曉鋒,蔣三紅,賈會(huì)霞,王尚錦.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2002(S1)

碩士論文
[1]離心式壓縮機(jī)內(nèi)部流動(dòng)的數(shù)值與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 趙衡.天津大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3567444