【摘要】：目前全球在對能源的需求方面正發(fā)生變化,人們更加重視對環(huán)境的保護(hù),同時電力系統(tǒng)也受到更多關(guān)注,而微型燃?xì)廨啓C因其自身的特點受到了人們的更多關(guān)注。作為微型燃?xì)廨啓C的核心部件之一的高轉(zhuǎn)速、高壓比離心壓氣機的設(shè)計在微型燃?xì)廨啓C的設(shè)計體系中具有舉足輕重的地位。了解離心壓氣機流動機理,提高壓氣機性能成為了研究的熱點。本文針對100kW高轉(zhuǎn)速、高壓比的離心壓氣機進(jìn)行數(shù)值模擬計算,在完成網(wǎng)格無關(guān)性驗證后,對不同轉(zhuǎn)速下離心壓氣機進(jìn)行數(shù)值模擬,繪制離心壓氣機的特性線,分析其性能和內(nèi)部流場的變化,探究高轉(zhuǎn)速、高壓比離心壓氣機中影響性能的因素。對離心壓氣機的內(nèi)部流動進(jìn)行了研究,分析激波、泄露流等對流場的影響,掌握了離心壓氣機內(nèi)部流場的特性。本文對設(shè)計的離心壓氣機進(jìn)行了大量的數(shù)值計算。討論了改變?nèi)~片數(shù)目,增加葉片厚度對離心葉輪流量、壓比和效率等總體性能的影響,分析了參數(shù)改變后離心壓氣機內(nèi)部流動的變化,總結(jié)其影響規(guī)律,得到了不同葉片數(shù)目和不同葉片厚度的離心壓氣機的性能參數(shù),為離心壓氣機的進(jìn)一步優(yōu)化提供了依據(jù)。對葉頂間隙為0.2mm、0.4mm、0.6mm和0.8mm的離心壓氣機進(jìn)行數(shù)值模擬,研究其對壓氣機性能和流場的影響,對比不同間隙條件下的性能曲線,分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)葉頂間隙在葉頂間隙為0.2mm和0.4mm時壓氣機工作性能良好,壓氣機的絕熱效率高,總壓比大。當(dāng)葉頂間隙增大到0.06cm甚至0.08cm時,流線由壓力面翻過葉頂進(jìn)入壓力面的趨勢得到增強,葉頂泄露損失急劇增大,壓氣機的工作性能降低,工作流量范圍大大減小。本論文的研究結(jié)果表明,高轉(zhuǎn)速、高壓比離心壓氣機內(nèi)部存在復(fù)雜的流動,通過改變?nèi)~片數(shù)目、葉片厚度以及葉頂間隙的大小對壓氣機性能的影響十分顯著,為提高設(shè)計離心壓氣機的性能提供幫助。
【圖文】：

微型燃?xì)廨啓C本身具有振動噪音小、污染排放少、可以燃燒多種燃料、燃料消耗少、可多臺擴(kuò)容、維修間期長、可遠(yuǎn)程控制診斷等優(yōu)點，現(xiàn)多被用于并網(wǎng)發(fā)電、分布式發(fā)電、無人機、導(dǎo)彈助推器等方面。在美國、加拿大地區(qū)曾發(fā)生過大規(guī)模的停電事故，這反應(yīng)出集中供電這一方式的缺點，使得微型燃?xì)廨啓C受到重視。微型燃?xì)廨啓C在如今的中國也有著很好的發(fā)展前景，在今天以微型燃?xì)廨啓C為核心的分布式供能系統(tǒng)已然成為了我國一種新的供能方式，在我國有著很大的市場。比如在現(xiàn)在我國的新疆省由于地廣人稀供電仍是需要解決的問題，據(jù)統(tǒng)計新疆仍有 46 萬戶 279 萬人供電需求難以保證，要想解決這些人的用電問題靠原有的集中供電、電網(wǎng)運輸在地域廣闊的新疆很難實現(xiàn)，因為在遠(yuǎn)距離供電的過程中大量電能被消耗造成大量資源的浪費，但是利用微型燃?xì)廨啓C的分布式發(fā)電或熱電聯(lián)供的方式可以完美的解決當(dāng)?shù)鼐用竦挠秒娚踔潦怯脽釂栴}。微型燃?xì)廨啓C的分布式發(fā)電除了供電簡單便捷外，與傳統(tǒng)的煤火發(fā)電相比還具有保護(hù)環(huán)境的優(yōu)點，而與核能發(fā)電相比不需要特定的水源，限制條件更少。微型燃?xì)廨啓C可以有效的利用新能源并實現(xiàn)可再生能源的利用，自己形成一套相對獨立的供電系統(tǒng)，加強了對能源的綜合利用效率。

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文的由來發(fā)展的湍流進(jìn)行區(qū)域劃分時，可以根據(jù)流體與壁面的法向距離作為劃分，在離壁面法向距離較近的區(qū)域被稱為近壁區(qū)，較遠(yuǎn)的區(qū)域被稱為核心壁區(qū)的流場有可以根據(jù)壁面法線距離的不同分為三個區(qū)域，其中離壁面性底層，而距壁面最遠(yuǎn)的為對數(shù)律層，中間的為過渡層。在對近壁區(qū)中行分析時根據(jù)不同的區(qū)域考慮的影響因素不同，過渡層雖然存在但是很不計，而最接近壁面的粘性底層中粘性力為影響流動主要因素，距壁面律層湍流切應(yīng)力為影響流動主要因素。此時采用無量綱高度 y+和無量近壁區(qū)內(nèi)的各層的高度和速度進(jìn)行表達(dá)，如圖 2-1 所示。yUyτυ+= uuUτ+=
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TK474.8

【參考文獻(xiàn)】

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2 劉正先;陳麗英;;半開式離心葉輪變工況間隙流動特征[J];工程熱物理學(xué)報;2012年03期

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

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本文編號：2677378