本文關(guān)鍵詞：級(jí)間中冷對(duì)二級(jí)增壓系統(tǒng)中高壓級(jí)壓氣機(jī)性能的影響

  更多相關(guān)文章： 高壓級(jí)壓氣機(jī) 級(jí)間中冷 CFD方法 數(shù)值模擬

【摘要】：級(jí)間中冷不僅改變了高壓級(jí)壓氣機(jī)的進(jìn)氣狀態(tài)，，影響了高壓級(jí)壓氣機(jī)的性能，而且對(duì)整個(gè)二級(jí)增壓系統(tǒng)的工作效率都產(chǎn)生很大影響。因此，研究級(jí)間中冷對(duì)高壓級(jí)壓氣機(jī)性能影響具有深刻的理論意義和實(shí)際意義，其為探索高壓比和超高壓比二級(jí)增壓系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下： 本文以高壓級(jí)壓氣機(jī)葉輪和蝸殼為研究對(duì)象，采用CFD方法對(duì)其建立計(jì)算模型，并結(jié)合一方程湍流模型，運(yùn)用有限體積法對(duì)N-S方程進(jìn)行離散求解；完成計(jì)算模型的建立后，本文對(duì)其網(wǎng)格無關(guān)解進(jìn)行驗(yàn)證，排除了網(wǎng)格數(shù)量對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響；最后進(jìn)行了計(jì)算模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通過與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，認(rèn)為計(jì)算模型以及設(shè)置是正確合理的。 在此基礎(chǔ)上，對(duì)高壓級(jí)壓氣機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行分析，分別研究了葉輪和蝸殼內(nèi)部流動(dòng)情況。通過對(duì)葉輪中不同葉高的Blade-to-Blade截面以及輪轂、輪緣面上的流速分布和靜壓分布進(jìn)行研究，總結(jié)了葉輪內(nèi)部流道流動(dòng)特點(diǎn)及損失產(chǎn)生機(jī)理；從蝸殼內(nèi)部的橫向截面和周向截面兩方面入手分別對(duì)其速度、靜壓、渦量以及總壓恢復(fù)系數(shù)進(jìn)行研究，分析了蝸殼內(nèi)部的流速與壓力的分布，以及蝸殼內(nèi)部損失分布情況。 通過改變不同進(jìn)氣狀態(tài)探索級(jí)間中冷對(duì)高壓級(jí)壓氣機(jī)性能的影響。主要從以下幾個(gè)方面入手：級(jí)間中冷對(duì)高壓級(jí)壓氣機(jī)特性曲線的影響、級(jí)間中冷對(duì)葉輪出口熵分布的影響、級(jí)間中冷對(duì)葉輪出口截面效率的影響、級(jí)間中冷對(duì)蝸殼內(nèi)部環(huán)量分布的影響、級(jí)間中冷對(duì)蝸殼內(nèi)部總壓損失分布的影響。其中，不同進(jìn)氣狀態(tài)包括：不同葉輪轉(zhuǎn)速（50000[Rev min^-1]、90000[Rev min^-1]、110000[Rev min^-1]）、不同進(jìn)氣總溫（333[K]、343[K]、353[K]、363[K]、373[K]、393[K]、423[K]）以及不同進(jìn)氣總壓（150kPa、180kPa、200kPa、220kPa、250kPa、300kPa）。 結(jié)果表明：隨著葉輪轉(zhuǎn)速的增加，高壓級(jí)壓氣機(jī)的壓比增大，流量增大，性能曲線變陡；隨著進(jìn)氣總壓的增加，高壓級(jí)壓氣機(jī)的壓比增大，其等熵效率曲線向大流量方向移動(dòng)，小流量下，葉輪熵增增加，效率降低，其蝸殼內(nèi)部總壓恢復(fù)系數(shù)降低，蝸殼損失增大；隨著進(jìn)氣總溫的增加，其壓比減小，等熵效率曲線向小流量方向移動(dòng)，小流量下，葉輪熵增減小，效率提高，其蝸殼總壓恢復(fù)系數(shù)增加，蝸殼損失減小。
【關(guān)鍵詞】：高壓級(jí)壓氣機(jī) 級(jí)間中冷 CFD方法 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK403
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展11-17
• 1.2.1 二級(jí)增壓系統(tǒng)的研究進(jìn)展11-14
• 1.2.2 離心壓氣機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展14-16
• 1.2.3 離心壓氣機(jī)的數(shù)值研究進(jìn)展16-17
• 1.3 離心壓氣機(jī)的機(jī)構(gòu)及基本工作原理17-20
• 1.4 本文工作20-21
• 2 高壓級(jí)壓氣機(jī)數(shù)值模擬基礎(chǔ)21-30
• 2.1 引言21
• 2.2 高壓級(jí)壓氣機(jī)內(nèi)部流動(dòng)控制方程21-24
• 2.3 湍流模型24-27
• 2.3.1 湍流及其計(jì)算方法24-25
• 2.3.2 渦粘性模型 EVM25-26
• 2.3.3 The Eddy Viscosity Transport Model26-27
• 2.4 數(shù)值求解方法和分類27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 3 高壓級(jí)壓氣機(jī)計(jì)算模型的建立與標(biāo)定30-43
• 3.1 CFX 介紹30-31
• 3.2 研究對(duì)象31-32
• 3.3 網(wǎng)格劃分32-38
• 3.3.1 網(wǎng)格生成技術(shù)33-35
• 3.3.2 高壓級(jí)壓氣機(jī)網(wǎng)格劃分35-36
• 3.3.3 網(wǎng)格質(zhì)量檢測(cè)36-38
• 3.4 邊界條件設(shè)置38-39
• 3.5 高壓級(jí)壓氣機(jī)計(jì)算模型的標(biāo)定39-41
• 3.5.1 網(wǎng)格無關(guān)解的驗(yàn)證40-41
• 3.5.2 計(jì)算模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證41
• 3.6 本章小結(jié)41-43
• 4 高壓級(jí)壓氣機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的計(jì)算與分析43-53
• 4.1 高壓級(jí)壓氣機(jī)葉輪的內(nèi)部流動(dòng)分析43-46
• 4.2 蝸殼的內(nèi)部流動(dòng)分析46-52
• 4.2.1 蝸殼內(nèi)部橫向截面上氣流速度與靜壓分布46-48
• 4.2.2 蝸殼內(nèi)部不同周向截面上速度分布48-49
• 4.2.3 蝸殼內(nèi)部的渦量分布49-50
• 4.2.4 蝸殼內(nèi)部不同周向截面上總壓恢復(fù)系數(shù)分布50-52
• 4.3 本章小結(jié)52-53
• 5 級(jí)間中冷對(duì)高壓級(jí)壓氣機(jī)性能的影響53-69
• 5.1 不同進(jìn)氣方案的設(shè)置53-54
• 5.2 級(jí)間中冷對(duì)高壓級(jí)壓氣機(jī)特性曲線的影響54-57
• 5.3 級(jí)間中冷對(duì)葉輪出口熵分布的影響57-61
• 5.4 級(jí)間中冷對(duì)葉輪出口截面效率分布的影響61-64
• 5.5 級(jí)間中冷對(duì)蝸殼內(nèi)部環(huán)量的影響64-66
• 5.6 級(jí)間中冷對(duì)蝸殼內(nèi)部總壓損失分布的影響66-68
• 5.7 本章小結(jié)68-69
• 6 總結(jié)與展望69-72
• 6.1 總結(jié)69-71
• 6.2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及取得的研究成果76-77
• 致謝77

【參考文獻(xiàn)】

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6 魏名山;張志;何永玲;馬朝臣;邢衛(wèi)東;;帶不同類型調(diào)節(jié)閥的二級(jí)增壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與性能對(duì)比[J];內(nèi)燃機(jī)工程;2009年01期

7 林在犁;21世紀(jì)世界內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)(一)[J];內(nèi)燃機(jī);2000年06期

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1 孫志剛;離心壓氣機(jī)內(nèi)部流動(dòng)特性與流場(chǎng)結(jié)構(gòu)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2011年

本文編號(hào)：704384