离心压气机宽无叶扩压器半径比对失速模式的影响研究
发布时间：2022-09-24 20:03
离心压气机由于压比高、结构简单、易于维护等优点在分布式发电及热电联供等行业具有广泛的应用,在国家经济体系中占有极其重要的地位。无叶扩压器旋转失速作为离心压气机中最常见的旋转失速类型,并且其工作范围比叶片型更大,使用频率更高。因此,研究无叶扩压器旋转失速机理及起始点具有重要意义。无叶扩压器内流动不仅受上游叶轮的影响,而且与扩压器本身尺寸结构有关。因此对于半径比不同的无叶扩压器,其失速机制及失速模式也会存在差异。本文对无叶扩压器半径比不同的两种离心压气机进行数值模拟,重点研究扩压器半径比对扩压器失速诱发机理的影响,得到以下主要结论:通过改变扩压器出口流量进行稳态模拟发现,两种扩压器入口处流场变化规律一致:在大流量下,扩压器盘侧形成回流区而核心流靠近盖侧,随着流量的减小,回流区在盘侧消失而在盖侧出现,核心流则由盖侧移动到盘侧。在半径比为1.5的扩压器出口处周向上流动不均匀,高速区和低速区交替分布,射流-尾流结构影响至扩压器出口;对于半径比为1.8的扩压器出口流动在周向上流动均匀,射流-尾流结构难以影响至出口处。研究发现边界层失稳是诱发短无叶扩压器旋转失速的关键,在其影响下失速形成过程如下:由...
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状与发展动态分析
1.2.1 实验研究与理论分析
1.2.2 扩压器失速的数值研究
1.3 宽无叶扩压器两种失速模式分析
1.4 本文研究的内容
第2章 无叶扩压器旋转失速的计算方法
2.1 数值计算方法
2.1.1 压气机几何模型的建立
2.1.2 网格划分及模型验证
2.1.3 湍流模型
2.1.4 边界条件
2.1.5 收敛标准及数值失速的实现方法
2.2 本章小结
第3章 短无叶扩压器旋转失速诱发机理研究
3.1 无叶扩压器模拟结果分析
3.1.1 压气机性能曲线特性
3.1.2 不同流量下扩压器内部流动特性分析
3.2 性能分析
3.3 短无叶扩压器诱发失速机理分析
3.3.1 短无叶扩压器内失速团特性
3.3.2 短无叶扩压器失速失速机理分析
3.4 本章小结
第4章 长无叶扩压器旋转失速诱发机理及模式研究
4.1 无叶扩压器模拟结果分析
4.1.1 离心压气机压比-流量特性
4.1.2 不同流量下扩压器内部流动特性分析
4.2 性能分析
4.3 长无叶扩压器失速诱发机理及失速模式分析
4.3.1 长无叶扩压器失速诱发机理分析
4.3.2 长无叶扩压器不同失速模式分析
4.4 无叶扩压器半径比对旋转失速影响对比分析
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]某MW级燃机低压离心压气机优化设计[J]. 李培元,顾春伟,宋寅. 清华大学学报(自然科学版). 2015(10)
[2]离心叶轮出口流动分离区影响因素的数值研究[J]. 李学臣,席光. 西安交通大学学报. 2013(09)
[3]非平行壁面无叶扩压器失速的三维模型[J]. 沈枫,竺晓程,刘鹏寅,杜朝辉,陈化. 上海交通大学学报. 2011(11)
[4]小流量下离心压气机无叶扩压器数值模拟及流动分析[J]. 马超,王航,刘云岗,朱智富. 内燃机与动力装置. 2010(05)
[5]无叶扩压器收缩角对车用离心压气机性能影响的数值研究[J]. 马超,刘云岗,朱智富,王桂华. 车用发动机. 2010(04)
[6]无叶扩压器对离心压缩机流场及性能影响的数值研究[J]. 高丽敏,刘波,王欢. 中国机械工程. 2008(17)
[7]无叶扩压器宽度对压缩机性能影响的实验验证[J]. 莫子高,史建军,关旭,陈明,张春梅,邱长安. 流体机械. 2004(01)
[8]切割无叶扩压器盖侧宽度对其内流场影响的试验研究[J]. 李新宏,宫武旗,黄淑娟. 风机技术. 2002(02)
[9]离心压气机无叶扩压器内部流动的实验测量和数值分析[J]. 刘立军,徐忠. 西安交通大学学报. 2001(03)
[10]不可压流场数值模拟方法综述[J]. 熊鳌魁,詹德新. 武汉交通科技大学学报. 1999(05)
博士论文
[1]叶轮机械非定常伴随优化[D]. 马灿.清华大学 2016
[2]离心压缩机系统内无叶扩压器失速的三维模型[D]. 沈枫.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]无叶扩压器旋转失速的机理与特性研究[D]. 徐玉梅.浙江大学 2015
本文编号：3680778
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状与发展动态分析
1.2.1 实验研究与理论分析
1.2.2 扩压器失速的数值研究
1.3 宽无叶扩压器两种失速模式分析
1.4 本文研究的内容
第2章 无叶扩压器旋转失速的计算方法
2.1 数值计算方法
2.1.1 压气机几何模型的建立
2.1.2 网格划分及模型验证
2.1.3 湍流模型
2.1.4 边界条件
2.1.5 收敛标准及数值失速的实现方法
2.2 本章小结
第3章 短无叶扩压器旋转失速诱发机理研究
3.1 无叶扩压器模拟结果分析
3.1.1 压气机性能曲线特性
3.1.2 不同流量下扩压器内部流动特性分析
3.2 性能分析
3.3 短无叶扩压器诱发失速机理分析
3.3.1 短无叶扩压器内失速团特性
3.3.2 短无叶扩压器失速失速机理分析
3.4 本章小结
第4章 长无叶扩压器旋转失速诱发机理及模式研究
4.1 无叶扩压器模拟结果分析
4.1.1 离心压气机压比-流量特性
4.1.2 不同流量下扩压器内部流动特性分析
4.2 性能分析
4.3 长无叶扩压器失速诱发机理及失速模式分析
4.3.1 长无叶扩压器失速诱发机理分析
4.3.2 长无叶扩压器不同失速模式分析
4.4 无叶扩压器半径比对旋转失速影响对比分析
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]某MW级燃机低压离心压气机优化设计[J]. 李培元,顾春伟,宋寅. 清华大学学报(自然科学版). 2015(10)
[2]离心叶轮出口流动分离区影响因素的数值研究[J]. 李学臣,席光. 西安交通大学学报. 2013(09)
[3]非平行壁面无叶扩压器失速的三维模型[J]. 沈枫,竺晓程,刘鹏寅,杜朝辉,陈化. 上海交通大学学报. 2011(11)
[4]小流量下离心压气机无叶扩压器数值模拟及流动分析[J]. 马超,王航,刘云岗,朱智富. 内燃机与动力装置. 2010(05)
[5]无叶扩压器收缩角对车用离心压气机性能影响的数值研究[J]. 马超,刘云岗,朱智富,王桂华. 车用发动机. 2010(04)
[6]无叶扩压器对离心压缩机流场及性能影响的数值研究[J]. 高丽敏,刘波,王欢. 中国机械工程. 2008(17)
[7]无叶扩压器宽度对压缩机性能影响的实验验证[J]. 莫子高,史建军,关旭,陈明,张春梅,邱长安. 流体机械. 2004(01)
[8]切割无叶扩压器盖侧宽度对其内流场影响的试验研究[J]. 李新宏,宫武旗,黄淑娟. 风机技术. 2002(02)
[9]离心压气机无叶扩压器内部流动的实验测量和数值分析[J]. 刘立军,徐忠. 西安交通大学学报. 2001(03)
[10]不可压流场数值模拟方法综述[J]. 熊鳌魁,詹德新. 武汉交通科技大学学报. 1999(05)
博士论文
[1]叶轮机械非定常伴随优化[D]. 马灿.清华大学 2016
[2]离心压缩机系统内无叶扩压器失速的三维模型[D]. 沈枫.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]无叶扩压器旋转失速的机理与特性研究[D]. 徐玉梅.浙江大学 2015
本文编号：3680778
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