渦輪增壓器在發(fā)動機(jī)當(dāng)中也被廣泛應(yīng)用。廢氣渦輪增壓不僅能夠利用廢氣能量增加進(jìn)氣充量密度和發(fā)動機(jī)功率,同時,還具備改善熱效率、提高經(jīng)濟(jì)性和減少噪聲、降低排放污染等優(yōu)點(diǎn)。但渦輪增壓器工作環(huán)境比較惡劣,葉輪很容易形成疲勞損壞。因此需要準(zhǔn)確了解渦輪在工作過程中內(nèi)部的流場特性,便于改進(jìn)結(jié)構(gòu),從而減少渦輪內(nèi)部能量的損失,提高渦輪效率。研究結(jié)果顯示,來自渦輪機(jī)內(nèi)部的壓力、速度和溫度分布都會影響渦輪增壓器的性能和效率。蝸殼及葉輪進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),能夠使得蝸殼出口處的氣流分布均勻,從而降低流動損失�？紤]到渦輪增壓器具有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu),通過實(shí)驗(yàn)方法對內(nèi)部流場進(jìn)行研究會耗費(fèi)大量的人力和時間,本文通過CFD方法對渦輪增壓器渦輪的內(nèi)部流場進(jìn)行仿真,節(jié)省了大量的人力和時間。本文以JP60S型廢氣渦輪增壓器為研究對象,對其進(jìn)行仿真計(jì)算和分析。首先確定渦輪增壓器數(shù)值模擬的數(shù)學(xué)模型和理論方法,然后通過Hypermesh軟件和ANSYS軟件對渦輪流場進(jìn)行了瞬態(tài)模擬計(jì)算。得到了渦輪出口溫度和內(nèi)部的流場,經(jīng)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比表明模擬值與實(shí)驗(yàn)值的誤差在3.5%以內(nèi)。分析了渦輪壓力分布、溫度分布和速度分布。通過分析葉輪熵值的分布情況,得... 

【文章來源】：齊魯工業(yè)大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

渦輪增壓器壓氣機(jī)進(jìn)氣口壓氣機(jī)葉輪

因此提高了發(fā)動機(jī)的燃油消耗率，污染排放嚴(yán)重，從而低；如果將渦輪增壓器與發(fā)動機(jī)裝配并選在發(fā)動機(jī)速度較在較高速度工作時造成增壓過高，當(dāng)增壓壓力過大時發(fā)，從而會提高發(fā)動機(jī)的機(jī)械負(fù)荷以及熱負(fù)荷。為了解決許多的研究工作，研發(fā)了很多新型增壓系統(tǒng)，如可變幾何輔助渦輪增壓、相繼增壓等[13]。增壓系統(tǒng)增壓系統(tǒng)中的增壓壓力是改變渦輪的通流能力來調(diào)整的動機(jī)在較低速度工作時，來調(diào)節(jié)渦輪進(jìn)氣口的大小，使變，讓缸內(nèi)燃燒更充分，提高渦輪的增壓壓力，從而改下的性能；在發(fā)動機(jī)處于高速工作時，通過增大渦輪的空氣量，防止缸內(nèi)壓力過高導(dǎo)致發(fā)動機(jī)超速。采用可變污染，提高了發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，使發(fā)動機(jī)的瞬態(tài)響機(jī)和渦輪增壓器之間相互匹配。

（a） （b） （c）圖 1.3 VNT 葉片旋轉(zhuǎn)前后示意圖如圖 1.2 所示渦輪增壓器，圖 1.3 為渦輪增壓器工作示意圖。當(dāng)發(fā)動機(jī)在較低速度工作情況下，葉片轉(zhuǎn)動的角度如圖 1.3（a）所示，這個兩個噴嘴環(huán)葉片之間面積將會減小，提高缸內(nèi)的進(jìn)氣量，提高氣體的增壓壓力；當(dāng)發(fā)動機(jī)在高速度狀態(tài)工作時，葉片轉(zhuǎn)動的角度如圖 1.3（b）所示，這個時候兩個葉片之間的面積會增大，這樣會使過量的氣體有一部分流出，從而降低氣體的增壓壓力，防止增壓器速度過快。所以，在渦輪增壓系統(tǒng)中可變幾何增壓系統(tǒng)是一種不錯的增壓系統(tǒng)，即便這樣這種增壓系統(tǒng)也會存在一系列問題

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Ansys Workbench的圓管帶式輸送機(jī)桁架結(jié)構(gòu)的有限元分析[J]. 吳炳勝,胡明偉,陳秋平.  起重運(yùn)輸機(jī)械. 2013(03)
[2]渦輪增壓器壓氣機(jī)級性能仿真預(yù)測研究[J]. 陳鋼,閆健菲,張晉東.  車用發(fā)動機(jī). 2011(06)
[3]不同湍流模型對旋渦流動的數(shù)值模擬[J]. 馮喜平,趙勝海,李進(jìn)賢,曹琪.  航空動力學(xué)報(bào). 2011(06)
[4]汽車渦輪增壓器渦殼的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J]. 徐錦鋒.  鑄造技術(shù). 2010(11)
[5]車用渦輪增壓器渦輪非穩(wěn)態(tài)特性試驗(yàn)研究[J]. 于立國,馬朝臣,施新,張志強(qiáng),張強(qiáng),朱智富,趙佳.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2010(05)
[6]渦輪增壓柴油機(jī)在脈沖負(fù)載下的瞬態(tài)特性仿真與試驗(yàn)研究[J]. 邢廣笑,曾凡明,袁利國.  船海工程. 2010(02)
[7]ANSYS-CFX單向流固耦合分析的方法[J]. 劉志遠(yuǎn),鄭源,張文佳,司佳鈞.  水利水電工程設(shè)計(jì). 2009(02)
[8]基于數(shù)值優(yōu)化方法的軸流壓氣機(jī)葉片設(shè)計(jì)與分析[J]. 高坤,楚武利,董萬峰.  流體機(jī)械. 2007(06)
[9]車用渦輪增壓器壓氣機(jī)葉輪強(qiáng)度計(jì)算與分析[J]. 張虹,馬朝臣.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2007(01)
[10]增壓器壓氣機(jī)葉輪低周疲勞強(qiáng)度有限元計(jì)算分析[J]. 黃若,孟令廣,張虹.  內(nèi)燃機(jī)工程. 2006(04)

博士論文
[1]徑流式渦輪噴嘴環(huán)低流損函數(shù)葉片設(shè)計(jì)方法研究[D]. 劉云崗.山東大學(xué) 2006

碩士論文
[1]可變幾何排氣系統(tǒng)與渦輪增壓器的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 王守群.山東大學(xué) 2014
[2]渦輪增壓器的流場分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 剛毅.吉林大學(xué) 2014
[3]廢氣渦輪增壓器渦輪葉片流—固耦合強(qiáng)度分析[D]. 彭誠.沈陽理工大學(xué) 2014
[4]基于FLUENT的渦輪增壓器流場分析與優(yōu)化[D]. 符丁元.武漢理工大學(xué) 2013
[5]可變截面渦輪增壓器（VGT）流場分析[D]. 蘆成英.大連交通大學(xué) 2012
[6]渦輪在脈沖進(jìn)氣條件下非穩(wěn)態(tài)特性的數(shù)值模擬[D]. 紀(jì)旭娜.山東大學(xué) 2012
[7]船用增壓器渦輪結(jié)構(gòu)與性能數(shù)值研究及改進(jìn)[D]. 劉英.大連理工大學(xué) 2007
[8]車用渦輪增壓器蝸殼流場分析[D]. 谷愛國.吉林大學(xué) 2007
[9]渦輪增壓器渦輪蝸殼內(nèi)非定常流CFD計(jì)算[D]. 李博.山東大學(xué) 2006
[10]TBD234V12柴油機(jī)相繼增壓技術(shù)研究[D]. 王賀春.哈爾濱工程大學(xué) 2004



本文編號：3547322