离心压气机气动性能分析及分流叶片的改型优化

发布时间：2023-03-18 22:52

　　离心压气机由于其具有结构紧凑、体积小、重量轻、单级压比高、制造工艺简便,并且不用专门的防喘振调节系统等特点,在微型燃气轮机的设计研发过程中,普遍采用离心压气机作为主要的增压装置。随着科技的不断进步,人们对于高性能离心压气机的需求不断增加,要想进一步提高离心压气机性能,首先需要对压气机的内部流场及相关的优化改型技术作出系统研究。本文根据叶型相关参数建立压气机模型,再利用计算流体力学软件,针对某微型燃气轮机用离心压气机的叶轮部分进行三维数值模拟计算,更为全面、深入地分析了离心压气机内部流场特征,主要针对分流叶片作出优化改型并得出相应结论。本文的主要研究工作如下:1、根据资料详细介绍离心压气机的工作原理及主要结构,总结国内外学者的理论研究成果,阐述离心压气机内部流场特征的相关研究进展,总结离心压气机优化改型的相关方案。2、针对本文所要研究的离心压气机,利用UG软件进行三维模型建立。并提取单个流道模型作为研究对象并划分网格,再利用ANSYS-CFX进行边界条件设定与求解。通过对比文献中的实验参数,验证数值模拟的准确性。3、对离心压气机原始叶型的内部流场进行分析,得出内部流场的二次流和尾迹射流结...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 离心压气机的工作原理与基本结构
        1.2.1 离心压气机的工作原理
        1.2.2 离心压气机的基本结构
    1.3 国内外相关研究进展
        1.3.1 离心压气机气内部流场国内外研究现状
        1.3.2 分流叶片优化改型国内外研究现状
    1.4 本文主要研究思路与内容
2 数值模拟计算方法
    2.1 基本控制方程
        2.1.1 连续性方程
        2.1.2 动量方程
        2.1.3 能量方程
    2.2 湍流模型介绍
        2.2.1 标准k-w模型
        2.2.2 SST k-w模型
    2.3 湍流模型的选择
    2.4 控制方程离散化及求解方法
    2.5 本章小结
3 建立模型与划分网格
    3.1 研究对象的介绍
        3.1.1 建立几何模型
        3.1.2 网格划分及边界条件的设置
    3.2 数值方法验证
    3.3 本章小结
4 离心压气机原型气动性能分析
    4.1 引言
    4.2 离心压气机总体性能分析
    4.3 离心压气机内部二次流形成分析
    4.4 变间隙对于离心压气机性能影响
        4.4.1 变间隙设计方案
        4.4.2 性能曲线分析
        4.4.3 内部流场分析
    4.5 本章小结
5 离心压气机分流叶片的优化改型分析
    5.1 引言
    5.2 分流叶片长度变化对于压气机性能的影响
        5.2.1 改型方案与建立模型
        5.2.2 性能曲线分析
        5.2.3 内部流场分析
    5.3 分流叶片周向位置变化对于压气机性能的影响
        5.3.1 改型方案与建立模型
        5.3.2 性能曲线分析
        5.3.3 内部流场分析
    5.4 分流叶片前缘角度变化对于压气机性能的影响
        5.4.1 改型方案与建立模型
        5.4.2 性能曲线分析
        5.4.3 内部流场分析
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介



本文编号：3764027