本文關(guān)鍵詞：離心壓縮機(jī)錯(cuò)位螺旋式出口內(nèi)蝸殼優(yōu)化設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 壓縮機(jī) 出口內(nèi)蝸殼 錯(cuò)位螺旋式 數(shù)值模擬

【摘要】：離心壓縮機(jī)因其具有外形尺寸小、重量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、使用壽命長、維修保養(yǎng)簡單、轉(zhuǎn)速高、可以直接用驅(qū)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)、容易自動(dòng)控制等特點(diǎn),因而在空分、煤化工、石化行業(yè)有著廣泛應(yīng)用,發(fā)揮著極其重要的作用。目前,針對(duì)離心壓縮機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì),人們多注重模擬并優(yōu)化其核心轉(zhuǎn)子部件——葉輪來提高壓縮機(jī)的性能,而對(duì)定子部件如蝸殼則缺乏深入探討。然而,隨著研究的深入,葉輪效率的提升空間已越來越小,因此,人們逐漸把目光投向蝸殼等靜止元件的研究,以期挖掘其可能存在的節(jié)能潛力,藉此提高機(jī)組的整體運(yùn)行效率。在以往的內(nèi)蝸殼設(shè)計(jì)中,為減小氣流噪聲往往切去出風(fēng)筒部分小截面,并通過二者之間的切面形成連通域,這就形成了蝸殼的內(nèi)循環(huán)流動(dòng),但卻因此導(dǎo)致了內(nèi)泄漏損失。 本課題基于沈鼓集團(tuán)大型離心壓縮機(jī)的中間抽氣結(jié)構(gòu)特點(diǎn),采用錯(cuò)位螺旋式設(shè)計(jì)方法,將蝸殼各個(gè)截面沿軸向偏移、各截面中心的連線形成螺旋線,消除了蝸殼小截面與出風(fēng)筒相交,避免了內(nèi)泄漏損失的產(chǎn)生,從而達(dá)到提高機(jī)組效率的目的。采用錯(cuò)位螺旋式內(nèi)蝸殼的壓縮機(jī)產(chǎn)品性能大大提高、生產(chǎn)和運(yùn)行成本大大降低,對(duì)增強(qiáng)產(chǎn)品和企業(yè)的競爭力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文利用工程應(yīng)用成熟、可靠的造型軟件,針對(duì)丙烯壓縮機(jī)中間抽氣結(jié)構(gòu)前后的整個(gè)模型級(jí)建立了完整的三維實(shí)體物理模型。模型包括以下幾部分：葉輪、擴(kuò)壓器、彎道、中間抽氣結(jié)構(gòu)、回流器、排氣蝸殼。利用商業(yè)流體計(jì)算軟件FINE-TURBO軟件對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)值計(jì)算分析。主要研究結(jié)論如下：采用錯(cuò)位螺旋式設(shè)計(jì)方法,將蝸殼各個(gè)截面沿軸向偏移、各截面中心的連線形成螺旋線,消除了蝸殼小截面與出風(fēng)筒相交,從而避免了內(nèi)泄漏損失,數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)提高機(jī)組效率1.15%；得到了包括抽氣結(jié)構(gòu)在內(nèi)的完整流場氣動(dòng)參數(shù)分布,分析了不同的蝸殼各個(gè)截面沿軸向偏移量對(duì)效率的影響；蝸舌導(dǎo)流板的布置對(duì)效率的提升作用有限,但給加工制造帶來一定的難度,基于工程要求及經(jīng)濟(jì)性考慮,建議舍棄；本文提出的設(shè)計(jì)方法可以推廣運(yùn)用于所有的內(nèi)蝸殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,研究成果公開發(fā)表論文并申請了國家發(fā)明專利。
【關(guān)鍵詞】：壓縮機(jī) 出口內(nèi)蝸殼 錯(cuò)位螺旋式 數(shù)值模擬
【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】：2014
【分類號(hào)】：TH452
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 前言9-16
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 目前國內(nèi)外對(duì)蝸殼的研究10-13
• 1.3 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)及NUMECA軟件簡介13-14
• 1.4 課題研究的主要內(nèi)容14-16
• 2 數(shù)值計(jì)算方法16-24
• 2.1 控制方程16-19
• 2.1.1 質(zhì)量、動(dòng)量和能量守恒方程16-18
• 2.1.2 狀態(tài)方程18-19
• 2.2 在rotary coordinate system下相對(duì)速度的求解推理公式19-21
• 2.3 湍流模型21-22
• 2.4 數(shù)值求解方法22-23
• 2.4.1 空間離散22-23
• 2.4.2 計(jì)算網(wǎng)格23
• 2.4.3 邊界條件及收斂判定標(biāo)準(zhǔn)23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 3 錯(cuò)位螺旋式出口內(nèi)蝸殼計(jì)算模型的建立24-34
• 3.1 錯(cuò)位螺旋式出口內(nèi)蝸殼幾何模型的建立24-27
• 3.2 網(wǎng)格生成27-30
• 3.2.1 NUMECA提供的網(wǎng)格生成模塊27-28
• 3.2.2 錯(cuò)位螺旋式出口內(nèi)蝸殼計(jì)算網(wǎng)格生成28-30
• 3.2.3 錯(cuò)位螺旋式出口內(nèi)蝸殼計(jì)算網(wǎng)格質(zhì)量檢查30
• 3.3 計(jì)算邊界條件30-31
• 3.4 計(jì)算收斂條件31-33
• 3.5 網(wǎng)格無關(guān)性檢驗(yàn)33
• 3.6 本章小結(jié)33-34
• 4 錯(cuò)位螺旋式出口內(nèi)蝸殼的計(jì)算分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化34-55
• 4.1 未采用錯(cuò)位螺旋式出口內(nèi)蝸殼(原方案)34-39
• 4.1.1 計(jì)算模型34-36
• 4.1.2 數(shù)值分析結(jié)果36-39
• 4.2 錯(cuò)位螺旋式蝸殼(方案一)39-41
• 4.2.1 計(jì)算模型39-40
• 4.2.2 數(shù)值分析結(jié)果40-41
• 4.3 保持蝸殼錯(cuò)位螺旋式設(shè)計(jì),將出風(fēng)筒平移55mm的模型(方案二)41-42
• 4.3.1 模型優(yōu)化結(jié)構(gòu)41
• 4.3.2 數(shù)值分析結(jié)果41-42
• 4.4 保持蝸殼錯(cuò)位螺旋式設(shè)計(jì),將出風(fēng)筒平移300mm的模型(方案三)42-44
• 4.4.1 模型優(yōu)化結(jié)構(gòu)42
• 4.4.2 數(shù)值分析結(jié)果42-44
• 4.5 保持蝸殼錯(cuò)位螺旋式設(shè)計(jì),出風(fēng)筒平移300mm,并優(yōu)化出風(fēng)筒擴(kuò)張角的模型(方案四)44-47
• 4.5.1 模型優(yōu)化結(jié)構(gòu)44-45
• 4.5.2 數(shù)值分析結(jié)果45-47
• 4.6 蝸殼蝸舌導(dǎo)流板模型47-48
• 4.6.1 蝸舌導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)47
• 4.6.2 數(shù)值分析結(jié)果討論47-48
• 4.7 錯(cuò)位螺旋式內(nèi)蝸殼的應(yīng)用48-52
• 4.7.1 具體實(shí)施方式48-49
• 4.7.2 項(xiàng)目實(shí)施圖紙49-52
• 4.8 本章小結(jié)52-55
• 5 全文工作總結(jié)和展望55-57
• 5.1 全文工作總結(jié)55-56
• 5.2 展望56-57
• 參考文獻(xiàn)57-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況59-60
• 致謝60-61

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 魯嘉華;計(jì)算流體力學(xué)與求解方法在葉輪機(jī)械中的應(yīng)用[J];上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);2003年01期

，

本文編號(hào)：832236