【摘要】：在化石能源短缺和環(huán)境形勢(shì)日益嚴(yán)峻的今天,國(guó)家為了應(yīng)對(duì)能源和環(huán)境帶來的挑戰(zhàn),出臺(tái)了《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》,以降低化石燃料的消耗和治理環(huán)境污染,政策對(duì)傳統(tǒng)燃油車和新能源汽車同時(shí)提出了新要求。對(duì)于傳統(tǒng)燃油車而言要實(shí)現(xiàn)持續(xù)節(jié)能減排,在廢氣渦輪增壓的基礎(chǔ)上加持電動(dòng)增壓是一個(gè)極好的選擇。對(duì)于燃料電池技術(shù)而言,要提高工作效率,必須進(jìn)行進(jìn)氣電動(dòng)增壓。常規(guī)使用的離心壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速需要高達(dá)10萬轉(zhuǎn)以上,由于目前電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于這個(gè)水平,而超高轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)由于成本較高難以在汽車上和燃料電池大規(guī)模應(yīng)用,研究適用于普通電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的低比轉(zhuǎn)速離心壓氣機(jī)迫在眉睫。本文從蝸殼引起的低比轉(zhuǎn)速壓氣機(jī)的流場(chǎng)畸變問題著手,旨在研究對(duì)蝸殼引起的畸變對(duì)離心壓氣機(jī)內(nèi)部流動(dòng)的影響機(jī)理,把蝸殼引起的畸變簡(jiǎn)化成擴(kuò)壓器出口周向畸變的模型,采用非對(duì)稱流動(dòng)控制的理念,通過數(shù)值仿真計(jì)算,給定無葉擴(kuò)壓器出口不均勻的壓力條件,驗(yàn)證了模型的正確性。分別計(jì)算了高壓比、低壓比工況下三種畸變幅值的壓比和效率曲線。探究了畸變流場(chǎng)對(duì)低速比壓氣機(jī)流場(chǎng)和性能的影響。本文分析了葉輪流道內(nèi)的壓力,不同截面的畸變幅值以及熵,得出了由蝸殼引起的周向壓力波動(dòng)在壓氣機(jī)內(nèi)逆向傳播的規(guī)律,發(fā)現(xiàn)了畸變幅值在葉輪流道內(nèi)逆向增大的現(xiàn)象,并從分流葉片處的結(jié)構(gòu)和壓力變化兩個(gè)方面進(jìn)行了解釋。發(fā)現(xiàn)葉輪出口的質(zhì)量流量和壓力沿周向變化的斜率之間并不是嚴(yán)格吻合的,并且,質(zhì)量流量和壓力波動(dòng)的相位差同時(shí)受到壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速和畸變幅值的影響。本文采用非定常模擬計(jì)算的方式,分析了離心壓氣機(jī)在在實(shí)際運(yùn)行過程中流體在葉輪中流動(dòng)的周期性變化。得出在有出口壓力有畸變的實(shí)際流動(dòng)過程流道內(nèi)往復(fù)出現(xiàn)渦旋,導(dǎo)致流體的能量耗散,而且非定常模擬中葉輪通道內(nèi)馬赫數(shù)變化與葉輪通道內(nèi)負(fù)壓區(qū)域有很大關(guān)聯(lián)。
【圖文】：

合肥工業(yè)大學(xué)專業(yè)碩士研究生學(xué)位論文負(fù)；2、是讓 B 參數(shù)足夠小,使的壓氣機(jī)呈現(xiàn)正斜率特性；3、主動(dòng)控制喘振，目的是消除受控系統(tǒng)的初始自激蕩擾動(dòng)，或抑制擾動(dòng)放大[14]Japikse[15]等人介紹可通過比較新穎的方式研究壓氣機(jī)的穩(wěn)定性，研究入口尖端渦流、頂端間隙流、以及頂部復(fù)雜回流或再循環(huán)流對(duì)壓氣機(jī)穩(wěn)定性的影響，其做了 9 中不同的噴射器和 21 種不同的外殼來進(jìn)行了相關(guān)研究。Stein[16]采用向壓氣機(jī)進(jìn)口噴射氣體方法進(jìn)行研究壓氣機(jī)的擴(kuò)穩(wěn)，其利用不同頻率以及不同角度的噴射研究其對(duì)穩(wěn)定性的影響，得出 Greitzer 創(chuàng)造的 b 參數(shù)是一種很有用的方法，它可以確定一個(gè)離心壓縮機(jī)的流體動(dòng)力不穩(wěn)定類型。目前的研究證實(shí)，極限環(huán)振蕩在臨界 b 值以下被抑制。這個(gè)值被發(fā)現(xiàn)是依賴于配置的。穩(wěn)定的噴射在改善壓氣機(jī)的穩(wěn)定方面是卓有成效的。這些噴射流被發(fā)現(xiàn)可以改變局部的入射角度并抑制邊界層的分離。與平行噴射相比，傾斜的噴射更有效。其噴射圖如圖 1.1 所示。

邊界層的分離。與平行噴射相比，，傾斜的噴射更有效。其噴射圖如圖 1.1 所示。圖 1.1 葉輪進(jìn)口噴氣Fig 1.1 the jet in inlet of thecompressorHelvoirt, Jan van[17]設(shè)計(jì)了一套主動(dòng)喘振的控制系統(tǒng)利用非線性的喘振控制器和一系列的傳感器完成工作實(shí)現(xiàn)擴(kuò)寬壓氣機(jī)穩(wěn)定工作范圍的目的。其結(jié)構(gòu)如 1.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U469.7

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 邱智凌;鄭新前;張揚(yáng)軍;;車載燃料電池低比轉(zhuǎn)速離心壓氣機(jī)設(shè)計(jì)[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年05期

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1 李梅巖;離心壓氣機(jī)非對(duì)稱機(jī)匣擴(kuò)穩(wěn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

2 高一方;質(zhì)子交換膜燃料電池測(cè)控系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2017年

3 魏明;噴油助燃式顆粒捕集器數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

4 蘭傳杰;渦輪增壓離心壓氣機(jī)彎葉型擴(kuò)穩(wěn)增效機(jī)理研究[D];清華大學(xué);2012年

5 林韻;渦輪增壓離心壓氣機(jī)非對(duì)稱無葉擴(kuò)壓器擴(kuò)穩(wěn)方法研究[D];清華大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2611952