發(fā)布時(shí)間：2017-09-26 22:06

  本文關(guān)鍵詞：分流葉片對離心壓氣機(jī)性能影響研究

  更多相關(guān)文章： 分流葉片 葉尖泄漏 數(shù)值計(jì)算 優(yōu)化設(shè)計(jì) 微型離心葉輪

【摘要】：分流葉片已大量使用于離心葉輪，但有關(guān)分流葉片的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則還不成熟，仍然處于研究階段。本文基于MTE-D微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，采用數(shù)值模擬的手段開展了分流葉片的長度和周向位置、葉尖間隙等對微型離心葉輪性能耦合影響的研究。主要工作有： 1、采用S-A湍流模型，分別采用網(wǎng)格總量為60萬，86萬，110萬，115萬的網(wǎng)格對所研究的微型離心葉輪數(shù)值計(jì)算，分析得到網(wǎng)格密度對葉輪性能及葉輪內(nèi)流場參數(shù)的影響，根據(jù)分析結(jié)果選取總量86萬的網(wǎng)格用于本文數(shù)值研究。 2、研究了葉尖間隙、分流葉片周向位置變化對葉輪性能的耦合影響。葉尖間隙0.3mm葉輪效率和壓比明顯低于無葉尖間隙離心葉輪，葉尖間隙泄漏流是葉輪性能下降的重要原因。葉尖間隙對葉輪葉根處熵增分布影響較小，對葉中處熵增分布影響有所增大，，對葉尖處熵增分布影響最大。有/無葉尖間隙流時(shí)葉輪通道中流場差異較大，造成損失的主要因素也不同：葉尖間隙0.3mm葉輪通道中，大損失區(qū)主要是受葉尖間隙泄漏流影響，低能流體聚集于通道頂端，在葉輪出口接近占通道1/3；無葉尖間隙時(shí)，大損失區(qū)主要受葉片吸力面與輪蓋的角區(qū)附近附面層流體分離影響，通道中流體分離主要位于葉片吸力面與葉輪輪蓋的角區(qū)，左右通道中分離渦的產(chǎn)生和發(fā)展情況明顯不同。 葉尖間隙不同時(shí)，分流葉片從主葉片吸力面附近往主葉片壓力面附近偏移，葉輪性能都是先上升后下降，存在最佳位置，但由于葉輪內(nèi)主要損失機(jī)理隨間隙大小發(fā)生改變，故分流葉片周向最佳位置同樣發(fā)生變化；分流葉片處于周向最佳位置時(shí)，不同葉尖間隙的葉輪內(nèi)具有左右通道熵增接近一致的共性。 3、研究了分流葉片長度對葉輪流場性能的影響及其與葉片數(shù)耦合關(guān)系。分流葉片長度變化對葉輪葉根和葉中位置的流場影響相對較小，對葉尖位置流場影響更大。分流葉片長度變化，影響對葉輪通道內(nèi)附面層內(nèi)流體分離及葉尖泄漏流等二次流約束作用，從而影響通道內(nèi)低速區(qū)，進(jìn)而影響分流葉片前流體及流入兩側(cè)通道的流體；另外分流葉片長度變化，還會(huì)影響葉輪內(nèi)部摩擦損失；分流葉片過長或過短葉輪性能都會(huì)下降。葉輪葉片數(shù)對分流葉片最佳長度有影響，隨著葉片數(shù)減少，分流葉片最佳長度變長。 4、改進(jìn)設(shè)計(jì)了MTE-D微型離心葉輪。采用上文研究所得分流葉片長度及周向位置的設(shè)計(jì)規(guī)律，對葉輪分流葉片進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。優(yōu)化后葉輪峰值效率較原型提高1.3%，對應(yīng)工作點(diǎn)壓比提高0.07。
【關(guān)鍵詞】：分流葉片 葉尖泄漏 數(shù)值計(jì)算 優(yōu)化設(shè)計(jì) 微型離心葉輪
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH452
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)況14-19
• 1.2.1 分流葉片長度對離心葉輪性能影響的研究15-16
• 1.2.2 分流葉片周向位置對葉輪性能影響的研究16-18
• 1.2.3 離心葉輪及其分流葉片的優(yōu)化設(shè)計(jì)18-19
• 1.3 研究目標(biāo)和內(nèi)容19-21
• 第二章 數(shù)值計(jì)算方法及校驗(yàn)21-27
• 2.1 數(shù)值計(jì)算對象21-22
• 2.2 數(shù)值模擬方法22-24
• 2.2.1 數(shù)值計(jì)算控制條件22
• 2.2.2 計(jì)算網(wǎng)格劃分22-24
• 2.3 不同網(wǎng)格密度的數(shù)值計(jì)算結(jié)果24-26
• 2.3.1 網(wǎng)格密度對葉輪性能的影響24
• 2.3.2 網(wǎng)格密度對葉輪流場參數(shù)的影響24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 分流葉片周向位置對微型離心葉輪性能的影響27-51
• 3.1 計(jì)算方案27
• 3.2 計(jì)算模型及方法27-28
• 3.3 葉尖間隙對微型離心葉輪性能及流場特征的影響28-37
• 3.4 分流葉片周向位置對葉輪性能影響37-49
• 3.4.1 葉尖間隙 0.3mm 時(shí)分流葉片周向位置對葉輪性能影響37-41
• 3.4.2 葉尖間隙 0.2mm 時(shí)分流葉片周向位置對葉輪性能影響41-43
• 3.4.3 葉尖間隙 0.1mm 時(shí)分流葉片周向位置對葉輪性能影響43-45
• 3.4.4 無葉尖間隙時(shí)分流葉片周向位置對葉輪性能影響45-49
• 3.4.5 葉尖間隙對分流葉片周向最佳位置影響分析49
• 3.5 本章小結(jié)49-51
• 第四章 分流葉片長度對微型離心葉輪性能的影響51-64
• 4.1 計(jì)算方案51-52
• 4.2 葉片數(shù)為 10 個(gè)主葉片 10 個(gè)分流葉片時(shí)分流葉片長度對葉輪性能的影響分析52-57
• 4.2.1 分流葉片長度不同葉輪性能分析52-53
• 4.2.2 分流葉片長度不同葉輪流場對比分析53-57
• 4.3 分流葉片長度與葉片數(shù)對葉輪性能影響的耦合分析57-63
• 4.3.1 不同葉片數(shù)時(shí)分流葉片長度對葉輪性能的影響57-59
• 4.3.2 葉片數(shù)對葉輪分流最佳長度的影響分析59-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第五章 MTE-D 微型離心葉輪改進(jìn)設(shè)計(jì)64-71
• 5.1 葉輪葉片數(shù)優(yōu)選64-65
• 5.2 分流葉片改進(jìn)設(shè)計(jì)65-70
• 5.2.1 葉輪性能對比66-67
• 5.2.2 葉輪流場對比67-70
• 5.3 本章小結(jié)70-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 本文的主要工作及結(jié)論71-72
• 6.2 展望與建議72-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77-78
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 劉飛,蔡兆麟;含分流葉片的離心壓縮機(jī)級的數(shù)值分析[J];風(fēng)機(jī)技術(shù);2005年02期

2 錢澤球;蔡元虎;蘇莫明;潘國培;;分流葉片對離心壓縮機(jī)葉輪內(nèi)流及性能影響的數(shù)值研究[J];風(fēng)機(jī)技術(shù);2007年06期

3 劉瑞韜,徐忠;葉片數(shù)及分流葉片位置對壓氣機(jī)性能的影響[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2004年02期

4 戴韌,陳康民,王企鯤;離心壓氣機(jī)葉輪內(nèi)部流動(dòng)的數(shù)值研究:分流葉片的作用[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2004年S1期

5 陳杰;黃國平;梁德旺;劉玉石;;葉片數(shù)對微型斜流葉輪性能的影響[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2008年09期

6 周正貴;汪光文;;帶分流葉片離心壓氣機(jī)工作輪氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)(英文)[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics;2008年02期

7 朱士燦,陳正德;一種分流葉片偏置的徑流式壓氣機(jī)的研制[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);1986年01期

本文編號：925968