【摘要】：離心壓氣機(jī)在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，最具代表性的是運(yùn)用在壓縮機(jī)、渦輪增壓器和渦軸、渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)中。隨著科技的飛速發(fā)展，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防科技中對(duì)離心壓氣機(jī)性能的需求也越來(lái)越高�，F(xiàn)代離心壓氣機(jī)正向著更高負(fù)荷方向發(fā)展，葉輪通道內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)隨之趨于復(fù)雜化，深刻認(rèn)識(shí)通道內(nèi)部的復(fù)雜流動(dòng)、如何改善和提高性能成為研究的關(guān)鍵。近些年國(guó)內(nèi)外廣泛開展針對(duì)高負(fù)荷離心壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法的數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究，低成本、短周期的全三維數(shù)值模擬成為熱點(diǎn)。 本文對(duì)NASA低速離心葉輪LSCC和德國(guó)宇航局Krain H等人設(shè)計(jì)的高壓比離心壓氣機(jī)進(jìn)行了數(shù)值驗(yàn)證，通過(guò)分析高壓比離心壓氣機(jī)內(nèi)部流動(dòng)狀況，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)高轉(zhuǎn)速下的半開式結(jié)構(gòu)使端壁損失和葉頂泄漏損失不可避免，以及進(jìn)口葉頂?shù)募げ〒p失、激波與附面層相互干擾引起的分離流動(dòng)、通道中的二次流損失、尾跡損失、葉輪與擴(kuò)壓器的相互作用等造成了離心壓氣機(jī)的主要損失來(lái)源。 探討了高負(fù)荷離心葉輪通流幾何形狀的設(shè)計(jì)思路和提高性能的方法。借助商業(yè)軟件研究了鈍形、圓形、橢圓形等不同前緣和尾緣形狀的影響，橢圓形較鈍形前緣使壓比高5%，效率高2%。討論了氣動(dòng)掠形在離心壓氣機(jī)中的作用，通過(guò)改變前緣前掠和后掠角度以及不同的掠高來(lái)控制端壁損失和葉頂激波結(jié)構(gòu)，全葉高的前掠使流量最大增加2%，效率最大提高1%。在Krain H等人的高壓比離心葉輪的基礎(chǔ)上改變分流葉片組成形式，設(shè)計(jì)了包括單側(cè)小葉片、雙側(cè)小葉片在內(nèi)的不同形式葉輪，利用不同形式的分流葉片來(lái)調(diào)節(jié)離心葉輪通道中的復(fù)雜流動(dòng)，可使葉輪重量最大減輕約11%，效率最大提高2%。此外，在較優(yōu)不同分流葉片設(shè)計(jì)方案中通過(guò)不同的中、小葉片前緣掠形，探索了中葉片和小葉片前緣前掠和后掠對(duì)葉輪的影響，結(jié)果表明，中、小葉片合理的掠形可以調(diào)節(jié)分通道中的流動(dòng)狀況，進(jìn)一步提高不同分流葉片離心葉輪的氣動(dòng)性能。 本文還研究了較優(yōu)分流葉片離心葉輪與葉片擴(kuò)壓器的相互作用，葉輪與擴(kuò)壓器的相互干涉對(duì)級(jí)性能的影響明顯，擴(kuò)壓器的設(shè)計(jì)對(duì)提高離心壓氣機(jī)負(fù)荷具有重要的意義；翼型擴(kuò)壓器、大小葉片擴(kuò)壓器對(duì)減小損失、提高級(jí)性能有利。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH452

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 花嚴(yán)紅;袁衛(wèi)星;王海;;離心壓縮機(jī)研究現(xiàn)狀及展望[J];風(fēng)機(jī)技術(shù);2007年03期

2 席光,王尚錦,袁民建,李杜鵑;離心式葉輪出口及其無(wú)葉擴(kuò)壓器內(nèi)部流場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);1992年02期

3 趙曉路;離心壓氣機(jī)葉輪彎曲母線造型及葉片彎曲減少二次流損失機(jī)理初步探討[J];工程熱物理學(xué)報(bào);1997年04期

4 單鵬,桂幸民,周盛,周拜豪,程榮輝,蘭發(fā)祥;高負(fù)荷后掠風(fēng)扇設(shè)計(jì)若干基本問(wèn)題[J];工程熱物理學(xué)報(bào);1999年05期

5 陳浮,宋彥萍,馮國(guó)泰;掠葉片對(duì)壓氣機(jī)葉柵流場(chǎng)性能的影響[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2003年04期

6 康順,劉強(qiáng),祁明旭;一個(gè)高壓比離心葉輪的CFD結(jié)果確認(rèn)[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2005年03期

7 初雷哲;杜建一;湯華;趙曉路;徐建中;;計(jì)及幾何參數(shù)變化的離心壓氣機(jī)特性分析[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2006年03期

8 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

9 康順;孫麗萍;;葉根倒角對(duì)離心葉輪氣動(dòng)性能的影響[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2009年01期

10 崔偉偉;杜建一;徐建中;;離心壓氣機(jī)的葉片擴(kuò)壓器設(shè)計(jì)及流場(chǎng)分析[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2010年02期

本文編號(hào)：2748069