本文關(guān)鍵詞：大型離心壓縮機(jī)半開式葉輪級(jí)內(nèi)瞬態(tài)氣動(dòng)特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國工業(yè)化的快速發(fā)展,離心壓縮機(jī)作為石化、冶金、空分、電力、煤化工等生產(chǎn)線的核心設(shè)備,向大容量,高效率,高參數(shù),高可靠性的方向發(fā)展,同時(shí)在離心壓縮機(jī)的生產(chǎn)和科研等各個(gè)方面也取得了長足進(jìn)步。因此對(duì)于大型離心壓縮機(jī)級(jí)內(nèi)氣動(dòng)特性研究有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 在滿足離心壓縮機(jī)設(shè)計(jì)要求的氣動(dòng)性能基礎(chǔ)上,良好的結(jié)構(gòu)特性也是需要設(shè)計(jì)者考慮的重要因素。對(duì)于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的計(jì)算僅從結(jié)構(gòu)特性角度分析是不全面的,需要考慮氣動(dòng)載荷對(duì)整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響。本文重點(diǎn)研究大型離心壓縮機(jī)半開式葉輪級(jí)級(jí)內(nèi)氣動(dòng)特性,分析不同設(shè)計(jì)形式及不同工況下葉輪葉片氣動(dòng)載荷變化規(guī)律。從氣動(dòng)角度分析造成強(qiáng)度問題的誘因,并提供葉片表面靜壓脈動(dòng),為強(qiáng)度計(jì)算提供數(shù)值依據(jù)。 本文的主要研究對(duì)象為：H1型和H2型兩臺(tái)離心壓縮機(jī)首級(jí)半開式葉輪級(jí),采用數(shù)值模擬方法對(duì)級(jí)內(nèi)氣動(dòng)特性進(jìn)行計(jì)算分析。針對(duì)相同機(jī)組的不同改型方案進(jìn)行對(duì)比,得到其內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律,及葉片氣動(dòng)負(fù)荷的變化；對(duì)比分析冬季工況點(diǎn)及設(shè)計(jì)工況點(diǎn)壓縮機(jī)級(jí)內(nèi)流場變化,得到半開式葉輪葉片前緣氣動(dòng)變化規(guī)律,冬季工況點(diǎn)下葉片前緣處氣動(dòng)負(fù)荷增大。通過對(duì)兩種不同非定常交接面處理方法(DSM方法和PLM方法)的計(jì)算研究表明,在排除時(shí)間項(xiàng)干擾的前提下,對(duì)于一級(jí)葉片排的模擬計(jì)算PLM方法更具優(yōu)勢(shì)。利用瞬態(tài)計(jì)算方法對(duì)H2型離心壓縮機(jī)半開式葉輪級(jí)進(jìn)行數(shù)值仿真,研究了不同擴(kuò)壓器葉片安裝位置對(duì)級(jí)內(nèi)氣動(dòng)特性的影響。對(duì)離心壓縮機(jī)時(shí)序效應(yīng)的存在及改進(jìn)潛能進(jìn)行研究,計(jì)算結(jié)果表明離心壓縮機(jī)時(shí)序效應(yīng)對(duì)葉輪葉片氣動(dòng)負(fù)荷影響不能忽略,當(dāng)時(shí)序位置在一定范圍內(nèi)變化時(shí),葉輪葉片的氣動(dòng)負(fù)荷變化不明顯,應(yīng)該在設(shè)計(jì)過程中考慮時(shí)序位置確定其靜葉片的安裝。 利用單向流固耦合方法計(jì)算分析了H1型離心壓縮機(jī)機(jī)組半開式葉輪級(jí)葉輪葉片的應(yīng)力分布。計(jì)算結(jié)果表明,盡管氣動(dòng)載荷相比于離心力載荷引起的應(yīng)力偏小,但是不能忽略。附加氣動(dòng)載荷后,葉片應(yīng)力最大值區(qū)域與葉片實(shí)際發(fā)生斷裂位置相一致,從而為事故分析提供一定的數(shù)值依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：離心壓縮機(jī) 瞬態(tài)模擬 時(shí)序效應(yīng) 流固耦合
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH452
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析10-12
• 1.3 本文主要工作12-14
• 2 數(shù)值模擬基本理論及離心壓縮機(jī)計(jì)算模型建立14-23
• 2.1 數(shù)值模擬基本理論14-20
• 2.1.1 流動(dòng)控制方程14-15
• 2.1.2 湍流模型及其應(yīng)用15-17
• 2.1.3 基于有限體積方法的控制方程的離散17-18
• 2.1.4 網(wǎng)格生成技術(shù)18-20
• 2.2 研究對(duì)象20-22
• 2.2.1 H1離心壓縮機(jī)半開式葉輪級(jí)20-21
• 2.2.2 H2離心壓縮機(jī)半開式葉輪級(jí)21
• 2.2.3 H2離心壓縮機(jī)半開式葉輪級(jí)改型設(shè)計(jì)21-22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 3 H1離心壓縮機(jī)半開式葉輪級(jí)內(nèi)部流動(dòng)分析23-40
• 3.1 計(jì)算模型的建立23-26
• 3.1.1 幾何模型及網(wǎng)格建立23-24
• 3.1.2 計(jì)算邊界條件選取與設(shè)定24-25
• 3.1.3 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證25-26
• 3.2 離心壓縮機(jī)特性曲線的數(shù)值模擬26-28
• 3.3 H1冬季工況的數(shù)值模擬28-39
• 3.3.1 冬季工況計(jì)算條件的確定28-29
• 3.3.2 冬季工況非定常計(jì)算的數(shù)值方法29-32
• 3.3.3 冬季工況非定常計(jì)算結(jié)果分析32-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 4 H1離心壓縮機(jī)葉輪流固耦合分析40-49
• 4.1 基于ANSYS CFX的內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值分析40-43
• 4.1.1 計(jì)算模型建立及邊界條件定義40-41
• 4.1.2 流體域計(jì)算結(jié)果及分析41-43
• 4.2 H1離心壓縮機(jī)葉輪靜力學(xué)特性分析43-47
• 4.2.1 計(jì)算模型建立及數(shù)值計(jì)算方法43-45
• 4.2.2 固體域計(jì)算結(jié)果及分析45-47
• 4.3 本章小結(jié)47-49
• 5 H2離心壓縮機(jī)半開式葉輪級(jí)內(nèi)部流動(dòng)分析49-62
• 5.1 H2機(jī)組原始設(shè)計(jì)與改型設(shè)計(jì)內(nèi)部流動(dòng)分析49-56
• 5.1.1 計(jì)算模型建立與網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證49-51
• 5.1.2 模型準(zhǔn)確性驗(yàn)證51
• 5.1.3 原始設(shè)計(jì)與改型設(shè)計(jì)定常計(jì)算分析51-53
• 5.1.4 改型設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工況點(diǎn)與冬季工況點(diǎn)定常計(jì)算分析53-56
• 5.2 離心壓縮機(jī)的時(shí)序效應(yīng)56-61
• 5.2.1 模型建立及監(jiān)測點(diǎn)設(shè)定56-57
• 5.2.2 壓縮機(jī)時(shí)序效應(yīng)分析57-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論及展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況67-68
• 致謝68-69

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：322487