本文關(guān)鍵詞：高壓比離心壓氣機(jī)低稠度擴(kuò)壓器的設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：葉輪和擴(kuò)壓器是離心壓氣機(jī)最重要的兩個部件，葉輪和擴(kuò)壓器設(shè)計水平的優(yōu)劣直接影響離心壓氣機(jī)的性能指標(biāo)。對現(xiàn)在的設(shè)計來說，葉輪的設(shè)計水平已經(jīng)比較成熟，，很難再有進(jìn)一步的提高，在這種背景下，如何設(shè)計出既能提高效率又能保證有較寬廣的運(yùn)行范圍的擴(kuò)壓器是當(dāng)前研究的熱點問題。 本文根據(jù)某離心壓氣機(jī)的實體模型，借助建模軟件UG提取葉輪和擴(kuò)壓器數(shù)據(jù)，通過減少擴(kuò)壓器葉片數(shù)的方法設(shè)計了四種不同稠度擴(kuò)壓器，在網(wǎng)格軟件Turbogrid中建立計算模型并劃分網(wǎng)格后，利用流體分析軟件CFX對四種稠度的擴(kuò)壓器進(jìn)行內(nèi)部流場的模擬，對其不同轉(zhuǎn)速下的變工況性能進(jìn)行了數(shù)值模擬計算，得出四種擴(kuò)壓器的壓比流量和效率流量特性曲線以及各擴(kuò)壓器流場流動各參數(shù)的分布云圖，著重討論了稠度對擴(kuò)壓器的擴(kuò)壓能力、穩(wěn)定工作范圍和效率的影響，分析了擴(kuò)壓器內(nèi)部的流動，形成渦流以及流場主要損失的原因，其中包括滯止損失、分離回流等。無論是在高工況還是低工況工作的情況下，低稠度擴(kuò)壓器的工作范圍都要比葉片擴(kuò)壓器的工作范圍寬廣，喘振邊界明顯比葉片擴(kuò)壓器的喘振邊界更靠左。在小流量接近喘振線附近，四種稠度的擴(kuò)壓器在各個工況的效率相差不大，都在88%左右，但是兩種低稠度擴(kuò)壓器的等熵效率隨著流量的增加效率線下降得比較緩慢，尤其是稠度是0.49的擴(kuò)壓器在工作范圍內(nèi)的效率遠(yuǎn)大于其他三種擴(kuò)壓器。 基于原葉型模擬計算流場流動存在不足的基礎(chǔ)上，本文利用CFX BladeGen造型軟件重新設(shè)計了葉片形狀，并對兩種低稠度擴(kuò)壓器進(jìn)行了數(shù)值模擬。將改變?nèi)~型前后得到壓比流量和效率流量特性曲線進(jìn)行對比，分析了葉型變化對壓氣機(jī)性能參數(shù)的影響。改變?nèi)~型后，兩種低稠度擴(kuò)壓器的壓比、流量和效率等性能參數(shù)都有所改善，通道中存在的氣流流動惡化情況也有所改善。
【關(guān)鍵詞】：離心壓氣機(jī) 低稠度 擴(kuò)壓器 設(shè)計 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH452
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 研究背景及意義11-14
• 1.2 壓氣機(jī)擴(kuò)壓器的經(jīng)典研究回顧14-16
• 1.3 葉輪機(jī)械內(nèi)部流場的研究方法16-20
• 1.4 計算流體力學(xué)與 CFD 軟件20-21
• 1.5 本文主要內(nèi)容21-23
• 第2章 數(shù)值計算方法23-33
• 2.1 前言23
• 2.2 計算模型23-26
• 2.2.1 CFX 介紹23-25
• 2.2.2 控制方程25
• 2.2.3 數(shù)值求解方法25-26
• 2.3 湍流模型26-31
• 2.3.1 k-ε模型27-29
• 2.3.2 標(biāo)準(zhǔn) k-ω模型29-30
• 2.3.3 BSL 模型30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第3章 離心壓氣機(jī)計算模型的建立33-44
• 3.1 壓氣機(jī)模型33-34
• 3.2 離心壓氣機(jī)幾何數(shù)據(jù)的處理34-36
• 3.2.1 葉輪截面線的創(chuàng)建34-35
• 3.2.2 擴(kuò)壓器截面線的創(chuàng)建35-36
• 3.3 建立幾何模型36-39
• 3.3.1 壓氣機(jī)幾何模型的建立36-38
• 3.3.2 擴(kuò)壓器模型的建立38-39
• 3.4 網(wǎng)格的生成39-42
• 3.4.1 CFX 網(wǎng)格劃分軟件39-40
• 3.4.2 壓氣機(jī)幾何模型網(wǎng)格的劃分40-42
• 3.5 邊界條件處理42-43
• 3.5.1 邊界條件42
• 3.5.2 交界面42-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第4章 低稠度擴(kuò)壓器流場數(shù)值計算結(jié)果分析44-58
• 4.1 稠度的定義44-45
• 4.2 相關(guān)條件的設(shè)定45-46
• 4.2.1 計算域?qū)傩缘脑O(shè)定45
• 4.2.2 計算域上邊界條件的創(chuàng)建45-46
• 4.2.3 收斂準(zhǔn)則46
• 4.3 計算結(jié)果的數(shù)值分析46-49
• 4.3.1 壓氣機(jī)主要性能參數(shù)46-47
• 4.3.2 壓氣機(jī)的特性曲線47-49
• 4.4 擴(kuò)壓器的流場分析49-56
• 4.4.1 擴(kuò)壓器流道速度場的分析49-51
• 4.4.2 擴(kuò)壓器流道壓力場的分析51-53
• 4.4.3 擴(kuò)壓器流場馬赫數(shù)的分布53-54
• 4.4.4 擴(kuò)壓器流場熵的分布54-56
• 4.5 本章小結(jié)56-58
• 第5章 不同葉型低稠度擴(kuò)壓器流場數(shù)值計算結(jié)果分析58-67
• 5.1 葉片形狀的設(shè)計58-60
• 5.1.1 CFX Blade Gen 簡介58
• 5.1.2 葉片參數(shù)化方法及設(shè)計變量的選取58-60
• 5.2 計算結(jié)果的數(shù)值分析60-61
• 5.3 擴(kuò)壓器的流場分析61-66
• 5.3.1 擴(kuò)壓器流道速度場的分析圖61-62
• 5.3.2 擴(kuò)壓器流道壓力場的分析62-64
• 5.3.3 擴(kuò)壓器流場馬赫數(shù)的分布64-65
• 5.3.4 擴(kuò)壓器流場熵的分布65-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 致謝74

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張晉東,李洪武;車用柴油機(jī)渦輪增壓技術(shù)的新發(fā)展[J];車用發(fā)動機(jī);2002年01期

2 廖紅桃;賽慶毅;楊愛玲;戴韌;;擴(kuò)壓器稠度對離心壓縮機(jī)性能影響的數(shù)值分析[J];風(fēng)機(jī)技術(shù);2010年03期

3 席光,王尚錦,袁民建,李杜鵑;離心式葉輪出口及其無葉擴(kuò)壓器內(nèi)部流場的實驗研究[J];工程熱物理學(xué)報;1992年02期

4 趙曉路,王巍;離心壓氣機(jī)低稠度串列葉柵擴(kuò)壓器流場數(shù)值分析[J];工程熱物理學(xué)報;1997年02期

5 張保棟;;配有低稠度擴(kuò)壓器的離心式壓氣機(jī)之優(yōu)點[J];船舶節(jié)能;1999年01期

6 劉寶杰,鄒正平,嚴(yán)明,劉火星,寧方飛,張永新,徐力平,蔣浩康,陳懋章;葉輪機(jī)計算流體動力學(xué)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];航空學(xué)報;2002年05期

7 李昕光;張愛國;;柴油機(jī)渦輪增壓技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J];黑龍江科技信息;2008年09期

8 孫正中;蘇莫明;潘國培;周錚;;可壓縮全速湍流流動的邊界數(shù)值處理方法研究[J];計算機(jī)仿真;2010年03期

9 莊偉娜;周來水;安魯陵;姬俊峰;;基于UG整體葉輪實體造型研究[J];中國制造業(yè)信息化;2008年05期

10 王一多;王小釗;黃磊;殷彩玉;張青;;渦輪增壓技術(shù)及應(yīng)用前景探析[J];科技創(chuàng)業(yè)月刊;2010年08期

  本文關(guān)鍵詞：高壓比離心壓氣機(jī)低稠度擴(kuò)壓器的設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：367005