离心压缩机小流量模型级静止元件的数值优化

发布时间：2021-05-22 01:42

　　小流量级一般对应狭窄的叶轮及出口宽度，摩擦损失增加，叶轮与固定元件间的漏气损失、二次流损失以及轮盘鼓风损失等所占的比例也相对增加，导致小流量级的多变效率较低，甚至在0.6以下。近年来，国外厂商利用CFD技术使设计水平取得了长足进步，使压缩机效率显著提高。而我国目前还处在起步阶段，产品效率低、功耗大。 本文研究的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小流量级，其设计水平尚停留在意大利新比隆公司的七十年代，与当今国际同类产品相比，级效率低十个百分点之多。之前，文献[1]对该模型级的内部流场进行了数值模拟，通过结构优化使整级效率得到显著提高。但是，这一科研成果并未得到实验结果的验证，因而有必要对其进行更深入的研究。 考虑到实验台与文献[1]计算模型的结构不尽相同，实验结果与数值计算结果的可比性不佳，本文以实验台为研究对象。首先，利用NUMECA等软件建立起与原结构实验台相同的数值计算平台，采用不同的湍流模型进行数值模拟，将得到的性能参数与新比隆公司提供的可靠实验数据相比较，确定一种适合本算例的湍流模型。在此基础上对结构改进后的实验台进行数值模拟，将得到的性能参数与原结... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外的研究进展
        1.2.1 国外的研究情况
        1.2.2 国内的研究情况
    1.3 CFD软件简介
        1.3.1 CFD软件的特点
        1.3.2 CFD软件在我国的应用
        1.3.3 本文选用的CFD软件--NUMECA
    1.4 论文的主要内容
2 数值计算的理论模型
    2.1 流动控制方程
    2.2 湍流模型
    2.3 空间离散与差分格式
    2.4 多重网格技术和时间积分
        2.4.1 多重网格技术
        2.4.2 多阶Runge-Kutta法
        2.4.3 隐式残差光顺技术
    2.5 网格生成方法
        2.5.1 计算流体力学中的网格生成技术
        2.5.2 NUMECA提供的网格生成模块
    2.6 本章小结
3 模型级内流场的数值分析
    3.1 模型简介
        3.1.1 几何结构特点
        3.1.2 计算工况参数
    3.2 网格生成
        3.2.1 计算域的确定
        3.2.2 计算网格的生成
    3.3 计算模型
        3.3.1 边界条件设定
        3.3.2 初场设定
        3.3.3 其他控制参数设定
        3.3.4 收敛标准
    3.4 计算结果及分析
    3.5 本章小结
4 离心压缩机小流量模型级静止元件的数值优化
    4.1 模型的结构特点
        4.1.1 轮毅比及叶轮进口相对直径
        4.1.2 叶轮叶片进口角
        4.1.3 叶轮叶片前缘形状
        4.1.4 扩压器
    4.2 数值计算及结果分析
        4.2.1 网格生成
        4.2.2 计算设定及结果分析
    4.3 弯道结构分析
    4.4 扩压器的结构优化
        4.4.1 子午流道形状的修改
        4.4.2 叶型的分析讨论
        4.4.3 叶片中心型线的分析讨论
    4.5 回流器的结构优化
    4.6 模型级性能曲线的计算分析及比较
    4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
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本文编号：3200740