本文關(guān)鍵詞：半開(kāi)式葉輪離心壓縮機(jī)氣動(dòng)性能優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

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【摘要】：離心壓縮機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)中占有重要的地位,其發(fā)展水平亦是一個(gè)國(guó)家工業(yè)整體實(shí)力的重要體現(xiàn)。在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)面臨著資源、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和國(guó)家安全的今天,提高大型壓縮機(jī)設(shè)計(jì)水平及對(duì)其內(nèi)部氣動(dòng)性能的研究具有重要的戰(zhàn)略意義。以往的離心壓縮機(jī)設(shè)計(jì)研究對(duì)于提高設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的氣動(dòng)性能以及效率關(guān)注更多,而離心壓縮機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況多數(shù)是在一定的工況范圍內(nèi)工作,很難使壓縮機(jī)持續(xù)在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)位置運(yùn)行工作。因此,對(duì)于離心壓縮機(jī)的研究,除了需要滿(mǎn)足設(shè)計(jì)點(diǎn)要求的同時(shí),相關(guān)的調(diào)節(jié)性能的研究對(duì)工程應(yīng)用具有一定的價(jià)值。本文以某型號(hào)帶可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉的半開(kāi)式葉輪離心壓縮機(jī)為研究對(duì)象,結(jié)合CFD技術(shù)以及優(yōu)化方法對(duì)半開(kāi)式葉輪離心壓縮機(jī)首級(jí)進(jìn)行氣動(dòng)分析以及性能優(yōu)化。研究工作主要包括兩部分內(nèi)容：第一部分為半開(kāi)式葉輪離心壓縮機(jī)首級(jí)內(nèi)流場(chǎng)的數(shù)值分析。首先通過(guò)對(duì)某半開(kāi)式葉輪模型級(jí)的數(shù)值模擬與試驗(yàn)比對(duì),驗(yàn)證數(shù)值模擬方法的可靠性；然后對(duì)該型號(hào)離心壓縮機(jī)不同入口導(dǎo)葉開(kāi)度下的流場(chǎng)進(jìn)行精細(xì)分析,在獲得不同導(dǎo)葉開(kāi)度下壓縮機(jī)運(yùn)行特性曲線(xiàn)圖的基礎(chǔ)上,考察入口預(yù)旋以及蝸殼對(duì)葉輪葉片表面壓力載荷的影響,分析不同導(dǎo)葉開(kāi)度情況下的葉片壓力脈動(dòng)特性,從而進(jìn)一步增加對(duì)離心壓縮機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的認(rèn)識(shí)。第二部分為該型號(hào)離心壓縮機(jī)靜止部件的性能優(yōu)化。在壓縮機(jī)變工況運(yùn)行中,了解內(nèi)部流場(chǎng)的流動(dòng)規(guī)律,尋找壓縮機(jī)內(nèi)部流動(dòng)欠佳的問(wèn)題并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。建立了氣動(dòng)性能魯棒性?xún)?yōu)化模型,目標(biāo)函數(shù)為分別在90%、100%和110%設(shè)計(jì)流量下的擴(kuò)壓器和蝸殼靜壓恢復(fù)系數(shù)的最小值最大化。分別對(duì)擴(kuò)壓器和蝸殼進(jìn)行全局優(yōu)化算法分析,得到擴(kuò)壓器和蝸殼設(shè)計(jì)參數(shù)的最優(yōu)解,提高擴(kuò)壓器和蝸殼的變工況運(yùn)行性能,從而提高壓縮機(jī)整級(jí)的氣動(dòng)性能以及運(yùn)行效率。
【關(guān)鍵詞】：半開(kāi)式葉輪 離心壓縮機(jī) 數(shù)值模擬 氣動(dòng)性能 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【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(lèi)號(hào)】：TH452
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉離心式壓縮機(jī)10-11
• 1.2.2 擴(kuò)壓器和蝸殼的研究11-12
• 1.2.3 工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)12
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容12-13
• 1.4 研究技術(shù)路線(xiàn)13
• 1.5 論文章節(jié)安排13-15
• 2 數(shù)值模擬基本理論及優(yōu)化方法15-21
• 2.1 流動(dòng)控制方程15-16
• 2.2 湍流模型16-17
• 2.3 網(wǎng)格的生成方法17-18
• 2.4 優(yōu)化方法概述18-21
• 3 半開(kāi)式葉輪模型級(jí)數(shù)值模擬與試驗(yàn)比對(duì)21-29
• 3.1 試驗(yàn)測(cè)試參數(shù)21-24
• 3.1.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量21-22
• 3.1.2 數(shù)據(jù)結(jié)果整理22-24
• 3.2 計(jì)算模型及網(wǎng)格的建立24-27
• 3.2.1 三維實(shí)體造型24-25
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分25-26
• 3.2.3 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證26-27
• 3.3 邊界條件設(shè)定27
• 3.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比對(duì)分析27-28
• 3.5 本章小結(jié)28-29
• 4 半開(kāi)式葉輪離心壓縮機(jī)性能研究29-40
• 4.1 計(jì)算模型及網(wǎng)格29-31
• 4.2 離心壓縮機(jī)不同導(dǎo)葉開(kāi)度特性曲線(xiàn)31-32
• 4.3 不同導(dǎo)葉預(yù)旋的定常計(jì)算32-36
• 4.3.1 計(jì)算模型32-33
• 4.3.2 導(dǎo)葉預(yù)旋對(duì)葉輪靜載荷分布影響33-34
• 4.3.3 蝸殼對(duì)葉輪靜載荷分布影響34-36
• 4.4 不同導(dǎo)葉預(yù)旋的非定常計(jì)算36-39
• 4.4.1 氣動(dòng)載荷特性分析36-38
• 4.4.2 導(dǎo)葉預(yù)旋對(duì)葉輪頻域的影響38-39
• 4.5 本章小結(jié)39-40
• 5 葉片擴(kuò)壓器的性能優(yōu)化研究40-51
• 5.1 問(wèn)題提出40-41
• 5.2 原始模型計(jì)算41-43
• 5.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化43-46
• 5.3.1 擴(kuò)壓器參數(shù)化造型43-45
• 5.3.2 優(yōu)化模型的建立45-46
• 5.4 優(yōu)化結(jié)果46-50
• 5.5 本章小結(jié)50-51
• 6 焊接式蝸殼的性能優(yōu)化研究51-65
• 6.1 原始計(jì)算模型51-55
• 6.1.1 幾何模型及網(wǎng)格的建立52-53
• 6.1.2 計(jì)算邊界條件53
• 6.1.3 數(shù)值計(jì)算結(jié)果53-55
• 6.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化55-64
• 6.2.1 優(yōu)化模型的建立55-57
• 6.2.2 優(yōu)化流程57
• 6.2.3 優(yōu)化結(jié)果57-60
• 6.2.4 整機(jī)計(jì)算比對(duì)60-64
• 6.3 本章小結(jié)64-65
• 總結(jié)及展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況70-71
• 致謝71-72

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：656200