加工误差对离心叶轮气动性能的影响分析

发布时间：2017-08-11 04:11

  本文关键词：加工误差对离心叶轮气动性能的影响分析

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【摘要】：离心式压缩机广泛应用于国民经济各部门中,伴随着工业生产规模的不断扩大,离心式压缩机朝着高参数、高性能、高可靠性、低能耗方向发展。本文结合国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“复杂空气分离类成套装备超大型化与低能耗化的关键科学问题”课题“关键部件高强度大构件保质制造技术”(2011CB706505)和国家自然科学基金项目“基于功能-结构并行分解的公差设计理论与方法”(51275464),研究加工误差对离心叶轮气动性能的影响规律,文章主要内容如下：第一章：阐述了课题研究背景及意义,详细介绍了国内外离心叶轮研究现状,分析叶轮机械气动性能和内部流场的研究需求和进展,并给出了论文的研究内容及总体框架。第二章：阐述了离心叶轮内流场数值计算理论方法。首先介绍了叶轮内部流场Navier-Stokes控制方程和Spalart-Allmaras湍流模型,然后分析了控制方程空间离散和时间离散方法,最后研究了用于计算加速收敛的多重网格技术和隐式残差光顺方法。第三章：研究了叶轮加工误差表征及生成方法,构建了含面轮廓度误差叶轮的CFD分析模型,阐述了叶轮计算网格划分、网格质量评价标准和边界条件设置方法,最后给出了仿真计算参数设置和数值计算流程。第四章：构建了离心叶轮三维粘性流动分析方案,针对局部等厚度型、局部变厚度型、全局类型的面轮廓度误差叶轮,进行了不同工况下的流场仿真,分析了不同类型面轮廓度误差对叶轮效率、压比以及内部流场的影响规律。第五章：建立了粗糙度引起叶轮效率损失模型,通过牛顿迭代法进行柯列勃洛克—怀特公式的求解,分析了粗糙度对于叶轮效率损失的影响,揭示了不同参考粗糙度值下的叶轮效率损失规律。第六章：总结本文研究内容,对今后的研究工作进行展望。
【关键词】：离心叶轮 CFD 加工误差 面轮廓度误差 粗糙度 摩阻系数
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH452
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1. 绪论10-18
• 1.1 课题背景及意义10-11
• 1.2 国内外离心叶轮的研究现状11-15
• 1.3 本文主要研究内容及框架15-17
• 1.4 本章小结17-18
• 2. 离心叶轮内流场数值计算方法18-33
• 2.1 引言18
• 2.2 三维Navier-Stokes方程18-21
• 2.3 湍流模型21-24
• 2.4 控制方程离散24-27
• 2.4.1 控制方程空间离散24-26
• 2.4.2 控制方程时间离散26-27
• 2.5 加速技术27-32
• 2.5.1 多重网格技术27-31
• 2.5.2 隐式残差值光顺技术31-32
• 2.6 本章小结32-33
• 3. 含加工误差离心叶轮CFD模型的建立33-44
• 3.1 引言33
• 3.2 离心叶轮叶片加工误差表征及生成方法33-36
• 3.3 含面轮廓度误差离心叶轮CFD模型的建立36-43
• 3.3.1 计算网格划分37-41
• 3.3.2 边界条件及计算参数设置41-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4. 面轮廓度误差对离心叶轮性能的影响分析44-67
• 4.1 引言44
• 4.2 局部面轮廓度误差对叶轮性能的影响44-58
• 4.2.1 等厚度型局部面轮廓度误差对叶轮性能的影响分析44-51
• 4.2.2 变厚度型局部面轮廓度误差对叶轮性能的影响分析51-58
• 4.3 全局面轮廓度误差对于叶轮性能的影响58-64
• 4.4 面轮廓度误差总体对比分析64-66
• 4.5 本章小结66-67
• 5. 粗糙度对于离心叶轮性能的影响分析67-78
• 5.1 引言67
• 5.2 粗糙度引起的叶轮效率损失模型67-71
• 5.3 摩擦阻力系数的求解71-73
• 5.4 叶轮粗糙度影响分析73-77
• 5.6 本章小结77-78
• 6. 总结和展望78-79
• 6.1 全文总结78
• 6.2 展望78-79
• 参考文献79-85

【参考文献】

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本文编号：654143