本文關(guān)鍵詞：離心式空氣壓縮機(jī)級(jí)內(nèi)流動(dòng)特性及葉輪參數(shù)的數(shù)值分析

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【摘要】：離心式空氣壓縮機(jī)是一種重要的工業(yè)設(shè)備,在石油化工、能源動(dòng)力以及礦山冶金等領(lǐng)域發(fā)揮了非常關(guān)鍵的作用。長(zhǎng)期以來(lái),提高運(yùn)行效率,降低能源消耗,一直是離心空壓機(jī)研究的重要目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),科研工作者需要詳細(xì)了解離心空壓機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)特性。采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的方法,能夠準(zhǔn)確地獲取離心空壓機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的詳細(xì)信息,可以有效彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)測(cè)試的不足。本文使用商業(yè)CFD軟件對(duì)大型化工離心空壓機(jī)整級(jí)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,分析級(jí)內(nèi)流體的流動(dòng)特性。本文工作包含以下4個(gè)方面： 首先,使用SolidWorks軟件建立離心空壓機(jī)整級(jí)的幾何模型,使用ICEM CFD軟件生成離心空壓機(jī)整級(jí)的六面體網(wǎng)格并進(jìn)行網(wǎng)格無(wú)關(guān)性檢測(cè),建立滿足準(zhǔn)確性要求的網(wǎng)格模型。 其次,基于多重參考系模型對(duì)多個(gè)流量工況下離心空壓機(jī)的級(jí)內(nèi)流動(dòng)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)模擬計(jì)算,得到了離心空壓機(jī)整級(jí)的壓比和多變效率曲線。對(duì)葉輪和靜止部件分別進(jìn)行了流動(dòng)特性分析。針對(duì)葉輪,詳細(xì)分析了大流量、設(shè)計(jì)流量以及小流量三種工況下的壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)、流線分布以及射流尾跡結(jié)構(gòu)。針對(duì)擴(kuò)壓器、折彎和回流器,詳細(xì)分析了壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)、氣流角分布以及流動(dòng)損失機(jī)理。 再次,基于節(jié)流閥模型對(duì)離心空壓機(jī)級(jí)內(nèi)旋轉(zhuǎn)失速進(jìn)行瞬態(tài)模擬計(jì)算。通過(guò)分析不同節(jié)流閥開度情況下的壓力場(chǎng)和速度場(chǎng),研究旋轉(zhuǎn)失速的發(fā)展規(guī)律。 最后,基于混合交界面模型分別對(duì)不同葉片數(shù)、葉片厚度、葉片出口安裝角以及葉輪轉(zhuǎn)速情況下離心空壓機(jī)的級(jí)內(nèi)流動(dòng)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)模擬計(jì)算,得到了不同參數(shù)情況下離心空壓機(jī)的整級(jí)特性曲線,詳細(xì)分析了各參數(shù)變化對(duì)離心空壓機(jī)整級(jí)性能的影響。
【關(guān)鍵詞】：離心空壓機(jī) 數(shù)值模擬 旋轉(zhuǎn)失速 葉輪參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH452
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.2 離心空壓機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬方法的發(fā)展12-13
• 1.3 離心空壓機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬的研究進(jìn)展13
• 1.4 常用CFD軟件介紹13-14
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 數(shù)學(xué)計(jì)算模型16-25
• 2.1 基本控制方程16
• 2.2 湍流數(shù)值模擬16-21
• 2.2.1 湍流數(shù)值模擬方法分類17-18
• 2.2.2 Spalart-Allmaras模型18
• 2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型18-19
• 2.2.4 壁面函數(shù)法19-21
• 2.3 數(shù)值離散方法21-22
• 2.4 數(shù)值計(jì)算方法22-23
• 2.5 轉(zhuǎn)、靜子交界面的處理方法23-24
• 2.5.1 多重參考系模型(MRF)23-24
• 2.5.2 混合平面模型(Mixing Plane)24
• 2.5.3 滑移網(wǎng)格模型(Sliding Meshes)24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第3章 離心空壓機(jī)整級(jí)的物理模型與網(wǎng)格模型25-35
• 3.1 離心空壓機(jī)整級(jí)的物理模型25-26
• 3.2 離心空壓機(jī)整級(jí)的計(jì)算模型26-27
• 3.3 離心空壓機(jī)整級(jí)的網(wǎng)格模型27-30
• 3.3.1 ICEM CFD網(wǎng)格技術(shù)27-28
• 3.3.2 網(wǎng)格劃分方式28
• 3.3.3 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性28-30
• 3.4 數(shù)值模擬設(shè)置30
• 3.5 GHOST葉輪驗(yàn)證30-31
• 3.6 基本性能參數(shù)31-33
• 3.7 本章小結(jié)33-35
• 第4章 級(jí)內(nèi)流動(dòng)特性的穩(wěn)態(tài)模擬分析35-53
• 4.1 穩(wěn)態(tài)模擬設(shè)置35
• 4.2 離心空壓機(jī)整級(jí)性能曲線分析35-37
• 4.3 葉輪流動(dòng)特性分析37-45
• 4.3.1 葉輪流場(chǎng)分析37-41
• 4.3.2 氣流流線分析41-42
• 4.3.3 射流尾跡分析42-45
• 4.4 靜止元件流動(dòng)特性分析45-51
• 4.4.1 無(wú)葉擴(kuò)壓器流動(dòng)特性分析46-47
• 4.4.2 彎道流動(dòng)特性分析47-49
• 4.4.3 回流器流動(dòng)特性分析49-50
• 4.4.4 出口段流動(dòng)特性分析50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-53
• 第5章 旋轉(zhuǎn)失速的瞬態(tài)模擬分析53-60
• 5.1 發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速的方法53
• 5.2 旋轉(zhuǎn)失速出口模型53-54
• 5.3 旋轉(zhuǎn)失速數(shù)值模擬方法54-55
• 5.4 旋轉(zhuǎn)失速流場(chǎng)分析55-59
• 5.4.1 瞬時(shí)靜壓分布55-57
• 5.4.2 瞬時(shí)速度分布57-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 第6章 葉輪參數(shù)對(duì)整級(jí)性能的影響分析60-68
• 6.1 葉片數(shù)對(duì)整級(jí)性能的影響60-63
• 6.2 葉片厚度對(duì)整級(jí)性能的影響63-64
• 6.3 葉輪出口安裝角對(duì)整級(jí)性能的影響64-66
• 6.4 葉輪轉(zhuǎn)速對(duì)整級(jí)性能的影響66-67
• 6.5 本章小結(jié)67-68
• 第7章 結(jié)論與展望68-70
• 7.1 本文結(jié)論68
• 7.2 工作展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 致謝74-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表情況75-76
• 附錄76-77

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉正先,曹淑珍,谷傳綱,苗永淼,范春輝;離心葉輪內(nèi)三維湍流流場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);1999年05期

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4 初雷哲;杜建一;黃典貴;趙曉路;徐建中;;離心壓氣機(jī)葉片前緣幾何形狀對(duì)性能的影響[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2008年05期

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6 劉小民,席光,王尚錦,安衛(wèi)平;葉片擴(kuò)壓器對(duì)改進(jìn)離心式壓縮機(jī)性能的實(shí)驗(yàn)研究[J];化工機(jī)械;1998年02期

7 劉正先,曹淑珍,谷傳綱,苗永淼,王玉明,劉艷梅;離心葉輪內(nèi)三維湍流流場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)比較[J];流體機(jī)械;2000年04期

8 張瑋,王元,徐忠;葉輪機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)測(cè)量及動(dòng)靜相互作用的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展[J];流體機(jī)械;2001年08期

9 侯樹強(qiáng),王燦星,林建忠;葉輪機(jī)械內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬研究綜述[J];流體機(jī)械;2005年05期

10 劉偉;齊維彪;王尚錦;;離心壓縮機(jī)圓形截面蝸殼內(nèi)部三維流場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究[J];流體機(jī)械;2006年11期

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本文編號(hào)：1063207