離心式壓縮機是石油化工、冶金等國民經(jīng)濟部門中的重要動力設(shè)備,他們能否高效、穩(wěn)定運行將直接影響到企業(yè)的安全、長周期、滿負荷運轉(zhuǎn)。經(jīng)驗表明,雖然離心式壓縮機在設(shè)計工況下葉片擴壓器效率比無葉擴壓器效率高,但葉片擴壓器引起的壓力擾動可能向上游傳播,影響到葉輪的工作,嚴重時可能導致對于葉輪葉片的沖擊,引發(fā)比較嚴重的安全事故。因此在工業(yè)領(lǐng)域特別是化工行業(yè)中,出于對運行安全性的考慮,不得不舍棄葉片擴壓器效率高的優(yōu)點采用無葉擴壓器,而對葉片擴壓器的采用往往比較慎重。如何設(shè)計出對于葉輪不會造成沖擊的葉片式擴壓器是急需解決的關(guān)鍵工程技術(shù)。 本文研究的模型級是沈陽鼓風機有限公司某多級離心壓縮機后面段的小流量級,其設(shè)計水平尚停留在意大利新比隆公司的七十年代,與當今國際同類產(chǎn)品相比,級效率低十個百分點之多。之前,大連理工大學對該模型級的內(nèi)部流場進行了數(shù)值模擬,通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化使整級效率得到顯著提高,其中,擴壓器就采用了葉片擴壓器。然而,在應用到工程實際過程中必須評估葉片擴壓器對于葉輪葉片的沖擊效應,以確保不會對安全運行造成影響,本文對該模型級分別進行了定常和非定常數(shù)值模擬,進而分析壓力分布以及對葉輪的影響。 本文采用葉輪機械專用的NUMECA軟件建立起該小流量模型級的數(shù)值計算平臺。在模型級葉片擴壓器的基礎(chǔ)上,改變其葉片的位置和長短,并分別進行數(shù)值模擬。分析定常計算結(jié)果,研究葉片擴壓器對模型級性能的影響,并確定了擴壓器葉片的最佳位置和大小。通過非定常計算結(jié)果研究葉片擴壓器與葉輪之間的干涉,并通過葉輪葉片的壓力分布觀察葉片擴壓器對其造成的沖擊。為了確定葉片擴壓器對葉輪葉片造成沖擊的影響程度,仍需進行詳細的力學分析,本文結(jié)論為該分析提供了基礎(chǔ)。
【學位單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2009
【中圖分類】：TH452
【部分圖文】：

擴壓器采用的是等寬葉片擴壓器(b3=b4=oonst)，采用T4葉型，葉片中弧線為拋物線，葉片數(shù)為18:回流器為擴張通道，采用香蕉翼型的變厚度葉片，葉片數(shù)為18，前緣和尾緣皆為圓頭。圖3.1為該模型級的三維模型。圖3.1小流量模型級的三維模型 Fig.3.13Dgeome甸modelofthewholestage3.2擴壓器葉片設(shè)計在設(shè)計大小不等的擴壓器葉片時，先后采用了兩種方法。

案的整級三維模型如圖3.3所示。分析數(shù)值計算結(jié)果發(fā)現(xiàn):擴壓器葉片縮小后，氣流對葉片前緣的沖擊加劇，尤其是葉片縮小到原設(shè)計的0.6倍大小時，沖擊尤為明顯，如圖3.4所示。原因在于:葉片前緣與葉輪輪緣距離改變的同時，葉片的進口幾何角也相應地發(fā)生了變化，如圖3.5所示。當葉片縮小到原設(shè)計的0.6倍大小時，進口幾何角增大了十幾度之多。這就引起設(shè)計工況下正沖角增大，進而影響葉輪的工作，此時研究葉片擴壓器對模型級性能的影響，必然包括沖角變化的因素在內(nèi)，因此，又嘗試了第二種設(shè)計方法。圖3.2成比例縮放圖 Fig.3.2zoomPlanProra1La圖3.3成比例縮放引起的進口幾何角變化 Fig.3.3Thechangeofleadingangle六幾刀;*獷才a)原始葉片大小a)Theoriginalblade b)0.6倍葉片大小 b)0.6timesoftheOriginalblade圖3.4擴壓器葉片前緣附近的速度矢t分布圖Fig.3， 4Thevelocitydis廿幣 utionneartheleadingofthedi月七ser

進行相應的參數(shù)設(shè)置，可生成該模型級單通道網(wǎng)格。本次計算所生成的網(wǎng)格采用HOH型以及復合型網(wǎng)格來劃分。其中，d--33方案的子午流道形狀如圖3.6所示，整級的單通道粗網(wǎng)格如圖3.7所示。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

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本文編號：2832898