加工誤差對(duì)離心葉輪氣動(dòng)性能的影響分析
本文關(guān)鍵詞:加工誤差對(duì)離心葉輪氣動(dòng)性能的影響分析
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【摘要】:離心式壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)中,伴隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,離心式壓縮機(jī)朝著高參數(shù)、高性能、高可靠性、低能耗方向發(fā)展。本文結(jié)合國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目“復(fù)雜空氣分離類(lèi)成套裝備超大型化與低能耗化的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題”課題“關(guān)鍵部件高強(qiáng)度大構(gòu)件保質(zhì)制造技術(shù)”(2011CB706505)和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于功能-結(jié)構(gòu)并行分解的公差設(shè)計(jì)理論與方法”(51275464),研究加工誤差對(duì)離心葉輪氣動(dòng)性能的影響規(guī)律,文章主要內(nèi)容如下:第一章:闡述了課題研究背景及意義,詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外離心葉輪研究現(xiàn)狀,分析葉輪機(jī)械氣動(dòng)性能和內(nèi)部流場(chǎng)的研究需求和進(jìn)展,并給出了論文的研究?jī)?nèi)容及總體框架。第二章:闡述了離心葉輪內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算理論方法。首先介紹了葉輪內(nèi)部流場(chǎng)Navier-Stokes控制方程和Spalart-Allmaras湍流模型,然后分析了控制方程空間離散和時(shí)間離散方法,最后研究了用于計(jì)算加速收斂的多重網(wǎng)格技術(shù)和隱式殘差光順?lè)椒。第三章:研究了葉輪加工誤差表征及生成方法,構(gòu)建了含面輪廓度誤差葉輪的CFD分析模型,闡述了葉輪計(jì)算網(wǎng)格劃分、網(wǎng)格質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和邊界條件設(shè)置方法,最后給出了仿真計(jì)算參數(shù)設(shè)置和數(shù)值計(jì)算流程。第四章:構(gòu)建了離心葉輪三維粘性流動(dòng)分析方案,針對(duì)局部等厚度型、局部變厚度型、全局類(lèi)型的面輪廓度誤差葉輪,進(jìn)行了不同工況下的流場(chǎng)仿真,分析了不同類(lèi)型面輪廓度誤差對(duì)葉輪效率、壓比以及內(nèi)部流場(chǎng)的影響規(guī)律。第五章:建立了粗糙度引起葉輪效率損失模型,通過(guò)牛頓迭代法進(jìn)行柯列勃洛克—懷特公式的求解,分析了粗糙度對(duì)于葉輪效率損失的影響,揭示了不同參考粗糙度值下的葉輪效率損失規(guī)律。第六章:總結(jié)本文研究?jī)?nèi)容,對(duì)今后的研究工作進(jìn)行展望。
【關(guān)鍵詞】:離心葉輪 CFD 加工誤差 面輪廓度誤差 粗糙度 摩阻系數(shù)
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(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】:
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 1. 緒論10-18
- 1.1 課題背景及意義10-11
- 1.2 國(guó)內(nèi)外離心葉輪的研究現(xiàn)狀11-15
- 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容及框架15-17
- 1.4 本章小結(jié)17-18
- 2. 離心葉輪內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法18-33
- 2.1 引言18
- 2.2 三維Navier-Stokes方程18-21
- 2.3 湍流模型21-24
- 2.4 控制方程離散24-27
- 2.4.1 控制方程空間離散24-26
- 2.4.2 控制方程時(shí)間離散26-27
- 2.5 加速技術(shù)27-32
- 2.5.1 多重網(wǎng)格技術(shù)27-31
- 2.5.2 隱式殘差值光順技術(shù)31-32
- 2.6 本章小結(jié)32-33
- 3. 含加工誤差離心葉輪CFD模型的建立33-44
- 3.1 引言33
- 3.2 離心葉輪葉片加工誤差表征及生成方法33-36
- 3.3 含面輪廓度誤差離心葉輪CFD模型的建立36-43
- 3.3.1 計(jì)算網(wǎng)格劃分37-41
- 3.3.2 邊界條件及計(jì)算參數(shù)設(shè)置41-43
- 3.4 本章小結(jié)43-44
- 4. 面輪廓度誤差對(duì)離心葉輪性能的影響分析44-67
- 4.1 引言44
- 4.2 局部面輪廓度誤差對(duì)葉輪性能的影響44-58
- 4.2.1 等厚度型局部面輪廓度誤差對(duì)葉輪性能的影響分析44-51
- 4.2.2 變厚度型局部面輪廓度誤差對(duì)葉輪性能的影響分析51-58
- 4.3 全局面輪廓度誤差對(duì)于葉輪性能的影響58-64
- 4.4 面輪廓度誤差總體對(duì)比分析64-66
- 4.5 本章小結(jié)66-67
- 5. 粗糙度對(duì)于離心葉輪性能的影響分析67-78
- 5.1 引言67
- 5.2 粗糙度引起的葉輪效率損失模型67-71
- 5.3 摩擦阻力系數(shù)的求解71-73
- 5.4 葉輪粗糙度影響分析73-77
- 5.6 本章小結(jié)77-78
- 6. 總結(jié)和展望78-79
- 6.1 全文總結(jié)78
- 6.2 展望78-79
- 參考文獻(xiàn)79-85
【參考文獻(xiàn)】
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