本文關(guān)鍵詞：彎掠離心葉輪流動(dòng)機(jī)理研究及氣動(dòng)優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：離心壓氣機(jī)是小型航空/地面燃?xì)廨啓C(jī)和渦輪增壓器壓氣機(jī)部件的主要形式,一直向高壓比、高效率、寬穩(wěn)定裕度方向發(fā)展,而常規(guī)的直母線葉輪難以滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的性能要求。彎掠技術(shù)可以有效提高壓氣機(jī)性能,但在離心壓氣機(jī)中的作用機(jī)理不明確、設(shè)計(jì)規(guī)律不清晰,因此深入開(kāi)展不同曲面葉輪流動(dòng)機(jī)理及性能研究具有現(xiàn)實(shí)的意義。另外,配備離心壓氣機(jī)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪增壓器常常需要在高海拔低雷諾數(shù)工況下工作,壓氣機(jī)性能退化嚴(yán)重。通過(guò)不同高度雷諾數(shù)對(duì)離心壓氣機(jī)性能影響分析,探索基于彎掠葉輪的改進(jìn)方法及技術(shù)具有應(yīng)用價(jià)值�；诖�,本文主要開(kāi)展了以下研究?jī)?nèi)容:首先,研究不同彎型在離心葉輪中的應(yīng)用。利用設(shè)計(jì)軟件對(duì)離心葉輪進(jìn)行彎葉形改型設(shè)計(jì),葉片彎的形狀主要由兩個(gè)參數(shù)“彎曲位置”以及“彎曲量”沿流向的分布決定,共設(shè)計(jì)12種前緣改型方案,4種尾緣改型方案。并通過(guò)數(shù)值方法得到其總體性能,進(jìn)而分析其內(nèi)部流場(chǎng)變化。研究表明,前緣負(fù)彎有助于提高壓氣機(jī)的峰值效率、壓比,并且越靠近葉頂,改善作用越明顯,負(fù)彎使阻塞流量提高。前緣70%展高7mm的負(fù)彎葉輪具有最高效率,效率較原型提高0.6%,阻塞流量較原型提高4%。然后,研究不同掠型在離心葉輪中的應(yīng)用。首先分別對(duì)葉輪主葉片前緣、分流葉片進(jìn)行單獨(dú)掠型設(shè)計(jì),通過(guò)數(shù)值計(jì)算得到其性能變化趨勢(shì),并分析內(nèi)部流動(dòng)機(jī)理,結(jié)果顯示:主葉片前緣頂部后掠使葉輪效率有所提高,但是會(huì)減小穩(wěn)定裕度,并且變化程度與改型程度成正比。而主葉片前緣中部后移會(huì)使葉輪工作的穩(wěn)定裕度擴(kuò)展。分流葉片的后掠會(huì)使峰值效率提高。組合主葉片前緣中部后移和分流葉片后掠得到的方案具有較好的氣動(dòng)性能,效率提高約0.7%,壓比提高約2%,裕度也有所提高。最后,研究低雷諾數(shù)對(duì)壓氣機(jī)性能的影響以及彎掠葉型的改善能力。結(jié)果顯示,在高空低雷諾數(shù)工況下,壓氣機(jī)性能惡化嚴(yán)重,尤其在20km高空以上,壓氣機(jī)的效率和壓比下降幅值較大。與標(biāo)準(zhǔn)大氣條件工況相比,在10km、20km、30km高空峰值效率分別下降1.4%、6.4%和15.4%,最大壓比分別減小了0.15、0.66、1.49,工作裕度亦逐漸減小。通過(guò)改型葉輪在高空低雷諾數(shù)條件下適應(yīng)性研究發(fā)現(xiàn),負(fù)彎葉形并未使葉輪峰值效率、壓比等參數(shù)提高,只是使堵塞流量變大。主葉片頂部后掠在20km高空并未對(duì)原型葉輪性能產(chǎn)生明顯的影響,Case(B)20km工況較地面裕度的下降有所減小。分流葉片后掠使得葉輪有所效率提升。組合葉型Case(O)在高空低雷諾數(shù)工況獲得了最好的氣動(dòng)性能,整體工作的流量范圍擴(kuò)展較大(3.9%),同時(shí)效率提高約0.6%。
【關(guān)鍵詞】：離心葉輪 數(shù)值仿真 彎葉型 掠葉型 低雷諾數(shù)
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH452
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 符號(hào)表9-12
• 第一章 緒論12-25
• 1.1 課題來(lái)源12
• 1.2 課題研究背景與意義12-13
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展13-24
• 1.3.1 離心壓氣機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 彎掠三維葉片技術(shù)發(fā)展14-21
• 1.3.3 雷諾數(shù)對(duì)離心葉輪性能影響及應(yīng)對(duì)措施21-24
• 1.4 本文主要工作24-25
• 第二章 數(shù)值方法及校驗(yàn)25-32
• 2.1 引言25
• 2.2 數(shù)值模擬軟件介紹25-26
• 2.3 數(shù)值方法校核26-31
• 2.3.1 Krain葉輪介紹26
• 2.3.2 網(wǎng)格與計(jì)算條件設(shè)置26-29
• 2.3.3 總體性能對(duì)比分析29
• 2.3.4 流場(chǎng)參數(shù)對(duì)比29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 彎型離心葉輪氣動(dòng)性能研究32-52
• 3.1 引言32
• 3.2 彎型葉輪氣動(dòng)性能分析32-50
• 3.2.1 彎葉型設(shè)計(jì)方案32-34
• 3.2.2 負(fù)彎對(duì)葉輪氣動(dòng)性能影響34-42
• 3.2.3 正彎對(duì)葉輪氣動(dòng)性能影響42-49
• 3.2.4 尾緣彎對(duì)葉輪氣動(dòng)性能影響49-50
• 3.3 本章小結(jié)50-52
• 第四章 掠型離心葉輪氣動(dòng)性能研究52-66
• 4.1 引言52
• 4.2 掠型葉輪氣動(dòng)性能分析52-65
• 4.2.1 葉輪前緣改型方案52-54
• 4.2.2 葉輪總體氣動(dòng)性能對(duì)比54-56
• 4.2.3 流場(chǎng)結(jié)構(gòu)分析56-65
• 4.3 本章小結(jié)65-66
• 第五章 低雷諾數(shù)下彎掠三維離心葉輪適應(yīng)性研究66-80
• 5.1 引言66
• 5.2 低雷諾數(shù)對(duì)葉輪性能影響分析66-74
• 5.3 彎掠三維葉輪對(duì)低雷諾數(shù)影響改善設(shè)計(jì)74-79
• 5.3.1 彎葉輪對(duì)低雷諾數(shù)影響改善74-76
• 5.3.2 掠葉輪對(duì)低雷諾數(shù)影響改善76-79
• 5.4 本章小結(jié)79-80
• 總結(jié)與展望80-82
• 主要結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)80-81
• 研究展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單86-87
• 致謝87

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王云飛;雷諾數(shù)對(duì)離心壓氣機(jī)性能影響的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：彎掠離心葉輪流動(dòng)機(jī)理研究及氣動(dòng)優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：372344