本文關(guān)鍵詞：煤化工離心壓縮機失速現(xiàn)象的流場分析

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【摘要】：離心壓縮機在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中占有重要的地位,被廣泛應(yīng)用于能源動力、化工石油、礦石冶金、交通運輸、建筑空調(diào)、航空航天等行業(yè)。因此,提高離心壓縮機的使用效率對降低能源消耗大有裨益。 本文以某煤化工企業(yè)某型號離心壓縮機的內(nèi)部流場為研究對象,首先利用三維建模軟件Pro/E構(gòu)建了基于真實結(jié)構(gòu)的葉輪、蝸殼、擴壓器模型；后利用三維粘性流動計算軟件FLUENT以三維時均Navier-Stokes方程湍流模型為基礎(chǔ),采用SIMPLE算法,針對進(jìn)口流量、葉輪轉(zhuǎn)速等工況條件變化,對該壓縮機的內(nèi)部流場流動情況進(jìn)行了數(shù)值分析；結(jié)合分析結(jié)果,研究了此類離心壓縮機失速和喘振現(xiàn)象的形成機理及其抑制措施,提供了相應(yīng)的運行調(diào)節(jié)方法和有益的設(shè)計建議。 本文的研究結(jié)論有以下幾個方面： (1)隨著入口流量的減小,葉輪流道內(nèi)將逐漸產(chǎn)生流動分離,最終導(dǎo)致失速和喘振。為防止喘振,必須使流體機械在喘振區(qū)之外運轉(zhuǎn)。 (2)失速周期內(nèi),在入口流量不變的情況下,葉輪旋轉(zhuǎn)速度的增大也會使壓縮機內(nèi)部的流動產(chǎn)生分離,導(dǎo)致失速和喘振現(xiàn)象的發(fā)生。 (3)利用流體分析軟件可以準(zhǔn)確地模擬離心壓縮機內(nèi)部流場失速過程的發(fā)展變化。
【關(guān)鍵詞】：離心壓縮機 流場 失速現(xiàn)象 數(shù)值分析
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(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
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 壓縮機失穩(wěn)研究的歷史及現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 旋轉(zhuǎn)失速和喘振9-11
• 1.2.2 旋轉(zhuǎn)失速的理論研究11-13
• 1.2.3 旋轉(zhuǎn)失速數(shù)值模擬現(xiàn)狀13-15
• 1.3 論文的主要內(nèi)容15-16
• 第2章 壓縮機及流體相關(guān)特性16-27
• 2.1 離心壓縮機內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理16
• 2.2 流體力學(xué)基本方程16-20
• 2.2.1 質(zhì)量守恒方程16-17
• 2.2.2 納維-斯托克斯方程組(N-S方程)17-18
• 2.2.3 能量守恒方程及伯努利方程18
• 2.2.4 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下求解相對速度的表達(dá)18-20
• 2.3 流體的數(shù)值求解方法20-25
• 2.3.1 空間離散21-22
• 2.3.2 多重網(wǎng)格技術(shù)和時間積分22-23
• 2.3.3 多階Runge-Kutta法23-24
• 2.3.4. 隱式殘差光順技術(shù)24-25
• 2.4 流體相關(guān)特性25-26
• 2.4.1 湍流模型25-26
• 2.4.2 定常流動及不可壓性26
• 2.4.3 熱傳導(dǎo)和擴散26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 構(gòu)建壓縮機內(nèi)部流場27-40
• 3.1 FLUENT軟件簡介27-29
• 3.2 計算模型構(gòu)建29-37
• 3.2.1 幾何結(jié)構(gòu)30-32
• 3.2.2 模型參數(shù)選取32-37
• 3.3 流場網(wǎng)格生成37-38
• 3.3.1 FLUENT網(wǎng)格生成技術(shù)37
• 3.3.2 計算網(wǎng)格生成37-38
• 3.4 邊界條件及初值條件設(shè)定38-40
• 第4章 模擬結(jié)果分析40-49
• 4.1 額定工況下流場分析40-41
• 4.2 失速工況下流場分析41-42
• 4.3 參數(shù)調(diào)節(jié)對失速現(xiàn)象的影響42-46
• 4.3.1 入口處流量調(diào)節(jié)42-44
• 4.3.2 旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)44-46
• 4.4 失速和喘振現(xiàn)象的調(diào)節(jié)46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-49
• 第5章 結(jié)論與展望49-51
• 5.1 全文總結(jié)49
• 5.2 未來工作展望49-51
• 參考文獻(xiàn)51-55
• 致謝55

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：823627