本文關(guān)鍵詞：軸流壓縮機(jī)葉片氣動設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： S1/S2流面設(shè)計(jì) 大流量 軸流壓縮機(jī) 多點(diǎn)優(yōu)化 重復(fù)級

【摘要】：現(xiàn)代工業(yè)軸流壓縮機(jī)設(shè)計(jì),在保證設(shè)計(jì)點(diǎn)高效率的前提下,拓寬工況范圍,提高穩(wěn)定工作裕度是未來軸流壓縮機(jī)發(fā)展的趨勢。本文研究通過S1/S2兩類流面設(shè)計(jì)并結(jié)合多點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行單級軸流壓縮機(jī)葉片的設(shè)計(jì),對壓縮機(jī)葉片設(shè)計(jì)點(diǎn)和非設(shè)計(jì)點(diǎn)性能進(jìn)行改進(jìn)。對使用重復(fù)級方法設(shè)計(jì)多級工業(yè)軸流壓縮機(jī)的可行性進(jìn)行論證。首先,對實(shí)驗(yàn)室的S2流面通流計(jì)算結(jié)果與NUMECA軟件三維計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較,結(jié)果表明兩者一致性較好,可以用于亞音軸流壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)。并通過對進(jìn)口輪轂比、葉尖輪緣速度和單級壓比對轉(zhuǎn)、靜子性能的分析,選擇出合適的設(shè)計(jì)參數(shù)。其次,根據(jù)S2流面通流計(jì)算結(jié)果進(jìn)行單級壓縮機(jī)動、靜葉葉型的設(shè)計(jì),并通過S1流面流場計(jì)算得到葉型的全工況特性;針對靜子葉型裕度不足的問題,采用正問題設(shè)計(jì)法對葉型幾何進(jìn)行修改,將靜葉各葉高葉型失速攻角提高了4°以上。將動、靜葉各葉高葉型設(shè)計(jì)點(diǎn)S1流面計(jì)算結(jié)果與在三維環(huán)境中的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較,結(jié)果表明:兩個(gè)計(jì)算結(jié)果基本保持一致。所以在亞音軸流壓縮機(jī)設(shè)計(jì)中,S1流面計(jì)算結(jié)果可以模擬三維葉型在三維環(huán)境中的流動特征。再次,采用實(shí)驗(yàn)室S1流面多點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺對初始設(shè)計(jì)S1流面葉型的設(shè)計(jì)點(diǎn)和兩個(gè)非設(shè)計(jì)點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化后,動、靜葉各葉高S1流面葉型在全特性范圍內(nèi)損失都有不同程度的降低,葉型低損失范圍增大。同時(shí),葉型失速攻角都提高了1°以上。最后,將初始葉型和優(yōu)化葉型分別徑向積疊成三維葉片,并構(gòu)造成單級軸流壓縮機(jī),在全三維條件下進(jìn)行設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下全特性計(jì)算,計(jì)算結(jié)果表明:設(shè)計(jì)點(diǎn)轉(zhuǎn)子效率提高了0.17%,靜子總壓恢復(fù)系數(shù)由0.996提高到0.997;單級壓縮機(jī)穩(wěn)定裕度提高了7.1%。提出三級重復(fù)級設(shè)計(jì)的基本方法,并針對一個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行了驗(yàn)證設(shè)計(jì);三級重復(fù)級設(shè)計(jì)總壓比為1.517,效率為91.7%,達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。通過對四級、五級的重復(fù)級設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果分析表明,級數(shù)增加越多,后面級重復(fù)性越好,但是由于子午面收縮較多,后面級近端壁處效率降低較多。
【關(guān)鍵詞】：S1/S2流面設(shè)計(jì) 大流量 軸流壓縮機(jī) 多點(diǎn)優(yōu)化 重復(fù)級
【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】：2016
【分類號】：TH453
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 注釋表14-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 引言15
• 1.2 軸流壓縮機(jī)發(fā)展15-20
• 1.2.1 國外工業(yè)軸流壓縮機(jī)現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 國內(nèi)軸流壓縮機(jī)現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 軸流壓縮機(jī)設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀17-18
• 1.2.4 軸流壓縮機(jī)葉型簡介18-20
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容20-21
• 第二章 S2流面通流設(shè)計(jì)21-32
• 2.1 S2流面通流計(jì)算及損失模型的校驗(yàn)21-23
• 2.2 主要參數(shù)對單級性能的影響23-31
• 2.2.1 進(jìn)口輪轂比對單級性能的影響分析23-26
• 2.2.2 輪緣速度對單級性能的影響分析26-29
• 2.2.3 單級總壓比對單級性能的影響分析29-31
• 2.3 本章小結(jié)31-32
• 第三章 軸流壓縮機(jī)S1流面葉型設(shè)計(jì)32-53
• 3.1 二維葉型設(shè)計(jì)32-37
• 3.1.1 軸流壓縮機(jī)葉型選擇33-34
• 3.1.2 S1流面葉型設(shè)計(jì)34-37
• 3.2 S1流面流場計(jì)算37-43
• 3.2.1 流面厚度對S1流面計(jì)算結(jié)果影響38-40
• 3.2.2 流向網(wǎng)格數(shù)及徑向網(wǎng)格數(shù)對S1流面計(jì)算結(jié)果影響40-43
• 3.3 S1流面葉型特性計(jì)算43-44
• 3.4 靜葉S1流面葉型改進(jìn)設(shè)計(jì)44-49
• 3.5 S1流面流場計(jì)算與三維計(jì)算對比49-52
• 3.6 本章小結(jié)52-53
• 第四章 S1流面葉型氣動優(yōu)化設(shè)計(jì)53-80
• 4.1 S1流面多點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法53-56
• 4.2 不同參數(shù)對優(yōu)化結(jié)果的影響56-60
• 4.2.1 網(wǎng)格數(shù)不同對優(yōu)化計(jì)算結(jié)果的影響56-59
• 4.2.3 優(yōu)化進(jìn)氣角范圍對優(yōu)化結(jié)果的影響59-60
• 4.3 動葉S1流面葉型優(yōu)化60-70
• 4.3.1 動葉不同葉高葉型優(yōu)化結(jié)果對比61-63
• 4.3.2 動葉優(yōu)化前后流場特征分析63-70
• 4.4 靜葉S1流面葉型優(yōu)化70-78
• 4.4.1 靜葉不同葉高葉型優(yōu)化結(jié)果對比70-73
• 4.4.2 靜葉優(yōu)化前后流場特征分析73-78
• 4.5 本章小結(jié)78-80
• 第五章 軸流壓縮機(jī)級設(shè)計(jì)80-106
• 5.1 軸流壓縮機(jī)級設(shè)計(jì)80-82
• 5.1.1 單級壓縮機(jī)構(gòu)造80-81
• 5.1.2 數(shù)值計(jì)算及邊界條件81-82
• 5.2 單級優(yōu)化設(shè)計(jì)研究82-85
• 5.2.1 優(yōu)化前后葉片比較82-83
• 5.2.2 優(yōu)化前后單級性能及流場分析83-85
• 5.3 不同參數(shù)對單級性能的影響85-91
• 5.3.1 子午面對單級性能影響85-87
• 5.3.2 靜葉葉型加彎對單級性能影響87-89
• 5.3.3 轉(zhuǎn)子前掠對單級性能影響89-91
• 5.4 三級壓縮機(jī)設(shè)計(jì)研究91-100
• 5.4.1 三級軸流壓縮機(jī)設(shè)計(jì)91-95
• 5.4.2 其他參數(shù)對三級設(shè)計(jì)影響95-100
• 5.5 多級壓縮機(jī)設(shè)計(jì)研究100-105
• 5.5.1 多級壓縮機(jī)設(shè)計(jì)及數(shù)值計(jì)算100-101
• 5.5.2 多級壓縮機(jī)各級性能研究101-105
• 5.6 本章小結(jié)105-106
• 第六章 總結(jié)與展望106-108
• 參考文獻(xiàn)108-111
• 致謝111-112
• 在校期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文112

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蘇赫;易小蘭;張華良;陳海生;高慶;譚春青;;某13級軸流壓氣機(jī)加零級氣動優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];風(fēng)機(jī)技術(shù);2015年01期

2 劉龍龍;周正貴;陶勝;;基于遺傳算法的2維葉型優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];航空發(fā)動機(jī);2014年05期

3 安志強(qiáng);周正貴;劉龍龍;;軸流風(fēng)機(jī)葉型自動優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];流體機(jī)械;2013年06期

4 呂峰;趙燕杰;李景銀;;葉片頂切對大型軸流風(fēng)機(jī)性能的影響[J];風(fēng)機(jī)技術(shù);2012年02期

5 劉曉明;蘇莫明;田琳;;單級軸流風(fēng)機(jī)準(zhǔn)三維設(shè)計(jì)[J];風(fēng)機(jī)技術(shù);2011年06期

6 柯婷鳳;鄭群;明玉周;;某三級軸流式低速壓氣機(jī)零級氣動優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2011年06期

7 吳虎;李密;孫娜;;靜葉調(diào)節(jié)對多級軸流壓縮機(jī)流動損失的影響[J];風(fēng)機(jī)技術(shù);2010年06期

8 高國榮;蘇莫明;楊云凱;;軸流壓縮機(jī)葉輪流線曲率法反問題的研究[J];風(fēng)機(jī)技術(shù);2009年05期

9 盧家玲;楚武利;吳艷輝;;利用靜子非軸對稱輪轂造型提高軸流壓縮機(jī)效率[J];風(fēng)機(jī)技術(shù);2009年02期

10 黃磊;楚武利;盧家玲;張皓光;鄧文劍;;軸流壓縮機(jī)亞音速葉片的三維氣動優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];風(fēng)機(jī)技術(shù);2009年01期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 楊曉清;基于CFD的軸流式壓縮機(jī)與風(fēng)機(jī)性能及改進(jìn)設(shè)計(jì)研究[D];大連理工大學(xué);2013年

2 徐夏;葉輪機(jī)械流場計(jì)算與任意回轉(zhuǎn)面葉型設(shè)計(jì)[D];南京航空航天大學(xué);2011年

3 楊元英;軸流式壓縮機(jī)的擴(kuò)壓因子流型不等功設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2010年

，

本文編號：643154