小流量工况下串列叶片扩压器对离心压缩机性能的影响
发布时间：2021-12-28 15:53
由于受到离心力和科氏力的影响,离心压缩机叶轮出口流动很不均匀,一般呈现为“射流-尾迹”流动结构。这种不均匀流动在进入扩压器后容易导致局部流动分离,在偏离设计工况时尤为严重。作为压缩机的主要扩压部件,扩压器的几何造型以及与离心叶轮的匹配对内部三维流动和级效率有着重要影响。本文针对沈阳鼓风机集团股份有限公司提供的LB56150 KY108离心压缩机模型级扩压器部分进行串列改型,借助旋转机械流动数值分析专用软件NUMECA,进行内部流场分析和结构优化,探究串列叶片扩压器各几何参数对离心压缩机性能的影响。本文第一部分主要研究了前后排叶片不同周向相对位置对模型级内部流动及级性能的影响。对串列叶片扩压器的后排叶片在一个节距内选取5个均匀分布的角度分别记作位置1–位置5进行数值模拟,并与单列叶片扩压器模型进行对比,结果表明:在接近最小流量工况下,串列叶片扩压器后排叶片周向位置改变使得扩压器出口径向速度和气流角分布更为均匀,叶轮出口流动速度沿周向及径向的变化程度减弱,显著扩宽离心压缩机稳定工况范围。本文第二部分主要研究了串列叶片扩压器的总弯角（前排叶片中弧线在前缘点的切线和后叶片中弧线在后缘点切线之间...
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 串列叶栅在转子上的应用
1.2.2 串列叶栅在静子中的应用
1.3 计算流体力学软件简介
1.4 本文的主要工作
第二章 离心压缩机内部流动的控制方程及数值方法
2.1 数值模拟方法介绍
2.1.1 控制方程
2.1.2 湍流模型
2.2 离心压缩机几何模型
2.3 网格划分
2.4 边界条件及离散格式
2.5 数值方法验证
2.6 压缩机性能参数
2.7 本章小结
第三章 串列叶片扩压器周向位置的影响研究
3.1 引言
3.2 模型介绍
3.3 结果分析
3.3.1 离心压缩机总性能分析
3.3.2 小流量下扩压器内部流场分析
3.3.3 小流量下扩压器出口流场参数分析
3.3.4 小流量下叶轮出口流场分析
3.4 本章小结
第四章 串列叶片扩压器总弯角的影响研究
4.1 引言
4.2 串列叶片扩压器总弯角定义
4.3 结果分析
4.3.1 级性能对比
4.3.2 小流量工况点扩压器流场分析
4.4 本章小结
第五章 串列叶片扩压器弦长比的影响研究
5.1 引言
5.2 改型方案
5.3 结果分析
5.3.1 级性能对比
5.3.2 小流量工况下扩压器内部流场分析
5.3.3 小流量工况下叶轮出口位置流动分析
5.4 本章小结
第六章 串列叶片扩压器参数优选及综合性能分析
6.1 引言
6.2 模型介绍
6.3 结果分析
6.3.1 级性能对比
6.3.2 扩压器流场分析
6.4 本章小结
第七章 结论及展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
攻读学位期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]高压比离心压气机串列叶轮内部流动机理研究[J]. 李紫良,卢新根,张燕峰,韩戈,韩建涛,朱俊强. 推进技术. 2017(10)
[2]轴流压气机串列叶栅参数优化研究[J]. 程昊,刘波,李俊,杨小东. 推进技术. 2017(10)
[3]部分叶高串列扩压器对离心压气机性能的影响[J]. 黄月晴,杨爱玲,宋文杰,陈二云,戴韧. 动力工程学报. 2017(01)
[4]高来流马赫数单列叶栅改串列叶栅性能对比试验[J]. 向宏辉,葛宁,侯敏杰,马昌友,杨荣菲,杨泳. 航空动力学报. 2016(11)
[5]串列叶栅前后排叶型对叶片损失的影响[J]. 杨松霖,滕金芳. 科学技术与工程. 2016(10)
[6]基于代理模型方法的串列泵优化设计[J]. 赵宇,王国玉,黄彪,王复峰. 哈尔滨工程大学学报. 2016(03)
[7]分流叶片位置对离心压缩机级内部流动和性能影响的数值研究[J]. 舒信伟,陈婷. 流体机械. 2015(09)
[8]小型涡轴发动机串列静子数值研究（英文）[J]. 魏巍,刘波. 空气动力学学报. 2015(04)
[9]串列叶栅扩压器第一列叶片出口角对性能的影响[J]. 谢蓉,关亮,杨勇. 风机技术. 2014(03)
[10]扩压形式对离心压气机性能影响[J]. 林彤,祁明旭,谈伟,胡辽平. 工程热物理学报. 2013(03)
硕士论文
[1]离心压缩机固定元件改型的扩稳研究[D]. 陈兴.浙江理工大学 2017
[2]不同出口安装角扩压器内流动及级性能研究[D]. 赵志伟.华东理工大学 2017
[3]基于能量梯度理论的离心压缩机固定元件性能改进研究[D]. 张滨炜.浙江理工大学 2016
[4]压气机串列叶栅流场特性的数值模拟与实验研究[D]. 沈淳.上海交通大学 2013
[5]车用小型离心压气机结构参数优化及流量特性的仿真计算[D]. 钟利军.西南交通大学 2010
[6]串列叶栅三维流场数值计算[D]. 邹刚成.南京航空航天大学 2002
本文编号：3554331
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 串列叶栅在转子上的应用
1.2.2 串列叶栅在静子中的应用
1.3 计算流体力学软件简介
1.4 本文的主要工作
第二章 离心压缩机内部流动的控制方程及数值方法
2.1 数值模拟方法介绍
2.1.1 控制方程
2.1.2 湍流模型
2.2 离心压缩机几何模型
2.3 网格划分
2.4 边界条件及离散格式
2.5 数值方法验证
2.6 压缩机性能参数
2.7 本章小结
第三章 串列叶片扩压器周向位置的影响研究
3.1 引言
3.2 模型介绍
3.3 结果分析
3.3.1 离心压缩机总性能分析
3.3.2 小流量下扩压器内部流场分析
3.3.3 小流量下扩压器出口流场参数分析
3.3.4 小流量下叶轮出口流场分析
3.4 本章小结
第四章 串列叶片扩压器总弯角的影响研究
4.1 引言
4.2 串列叶片扩压器总弯角定义
4.3 结果分析
4.3.1 级性能对比
4.3.2 小流量工况点扩压器流场分析
4.4 本章小结
第五章 串列叶片扩压器弦长比的影响研究
5.1 引言
5.2 改型方案
5.3 结果分析
5.3.1 级性能对比
5.3.2 小流量工况下扩压器内部流场分析
5.3.3 小流量工况下叶轮出口位置流动分析
5.4 本章小结
第六章 串列叶片扩压器参数优选及综合性能分析
6.1 引言
6.2 模型介绍
6.3 结果分析
6.3.1 级性能对比
6.3.2 扩压器流场分析
6.4 本章小结
第七章 结论及展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
攻读学位期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]高压比离心压气机串列叶轮内部流动机理研究[J]. 李紫良,卢新根,张燕峰,韩戈,韩建涛,朱俊强. 推进技术. 2017(10)
[2]轴流压气机串列叶栅参数优化研究[J]. 程昊,刘波,李俊,杨小东. 推进技术. 2017(10)
[3]部分叶高串列扩压器对离心压气机性能的影响[J]. 黄月晴,杨爱玲,宋文杰,陈二云,戴韧. 动力工程学报. 2017(01)
[4]高来流马赫数单列叶栅改串列叶栅性能对比试验[J]. 向宏辉,葛宁,侯敏杰,马昌友,杨荣菲,杨泳. 航空动力学报. 2016(11)
[5]串列叶栅前后排叶型对叶片损失的影响[J]. 杨松霖,滕金芳. 科学技术与工程. 2016(10)
[6]基于代理模型方法的串列泵优化设计[J]. 赵宇,王国玉,黄彪,王复峰. 哈尔滨工程大学学报. 2016(03)
[7]分流叶片位置对离心压缩机级内部流动和性能影响的数值研究[J]. 舒信伟,陈婷. 流体机械. 2015(09)
[8]小型涡轴发动机串列静子数值研究（英文）[J]. 魏巍,刘波. 空气动力学学报. 2015(04)
[9]串列叶栅扩压器第一列叶片出口角对性能的影响[J]. 谢蓉,关亮,杨勇. 风机技术. 2014(03)
[10]扩压形式对离心压气机性能影响[J]. 林彤,祁明旭,谈伟,胡辽平. 工程热物理学报. 2013(03)
硕士论文
[1]离心压缩机固定元件改型的扩稳研究[D]. 陈兴.浙江理工大学 2017
[2]不同出口安装角扩压器内流动及级性能研究[D]. 赵志伟.华东理工大学 2017
[3]基于能量梯度理论的离心压缩机固定元件性能改进研究[D]. 张滨炜.浙江理工大学 2016
[4]压气机串列叶栅流场特性的数值模拟与实验研究[D]. 沈淳.上海交通大学 2013
[5]车用小型离心压气机结构参数优化及流量特性的仿真计算[D]. 钟利军.西南交通大学 2010
[6]串列叶栅三维流场数值计算[D]. 邹刚成.南京航空航天大学 2002
本文编号：3554331
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