离心压缩机小流量模型级的流动分析与优化

发布时间：2020-03-19 07:35

【摘要】：离心式压缩机由于单级压比高,工艺性能好在航天、能源、化工及冶金等部门发挥着及其重要的作用。本文所研究的离心压缩机小流量模型级是沈阳鼓风机有限公司某多级离心压缩机后面段的一小流量级。此小流量模型级的原始设计采用的是意大利新比隆公司七十年代的离心压缩机制造技术,由于技术老化,此小流量模型级级效率比现今国际同类产品低十个百分点,在激烈的国际市场竞争中,如此大的差距必然使我国的压缩机产品处于劣势。为了提高国际市场的竞争能力,本文利用计算流体力学的手段对离心压缩机小流量模型级内部流动情况进行数值模拟,对数值计算的结果进行分析,找出其效率低的原因,并进行相应的优化,达到显著提高其效率的目的,进而提高产品的性能,创造更高的经济效益和社会效益。本文主要工作包括:1、利用NUMECA等软件建立起完整的离心压缩机小流量模型级内部流动数值分析平台,对多级离心压缩机小流量模型级原结构内部流场进行数值模拟,得到了模型级初始的性能参数以及各通流元件(包括叶轮、扩压器、弯道及回流器)内部三维流场的完全信息。2、对模型级各通流元件内部流场进行详细的分析,针对流动中存在的问题找出影响原模型级性能因素,提出叶轮等通流元件结构参数的多种优化方案。3、根据流场分析的结果,对模型级各通流元件进行多次多方案的结构优化,结构优化工作的最终结果使多级离心压缩机小流量模型级整级性能得到明显的改善,级多变效率提高6.6个百分点,达到预期的结构优化要求。本文建立的数值分析平台是离心式压缩机小流量模型级的内部流场分析的一个实用的工具。在实际工程设计中利用此平台可以有效的改善机器的性能。
【图文】：

通流,模型

3.1模型级计算模型简介3.1.1几何结构特点图3.1为模型级整级计算模型的三维通流图。计算模型与真实的模型级几何结构相比，只是忽略了叶轮与扩压器之间的间隙，其它结构均没有做简化处理。从图3.1中可以看到，模型级工作轮采用的是强后弯闭式叶轮，叶轮叶片为单圆弧等厚度叶片，叶片数为13，叶片前缘为圆头、尾缘为钝头;采用等宽无叶扩压器(b3二b4二cons)t;弯道前后通流面积不等，略有扩张;回流器为扩张通道，采用香蕉翼型的变厚度叶片，，叶片数为18，前缘和尾缘皆为圆头。图3.1模型级整级三维通流图Fig·3.13Dgeomet叮modelofthewholestage

非结构网格,四面体,空间区

2)非结构网格:非结构网格(如图3.4)是一类新型的计算网格，非结构网格的基本思想是基于如下假设:四面体，。，北。，二是三维空间最简单的形状，任何空间区图3.4非结构网格~一堆一四、四二目J/，下、，，二.二二.、。Fig.3.4Theunstrueuterdmesh域都可以被四面体单元所填满，即任何空间区域都可以被以四面体为单元的网格所划分。由于它舍去了网格节点的结构限制，节点和单元的分布是任意的，因而能
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH45

【引证文献】