涡轮增压器压气机效率损失因素分析与试验探究
发布时间：2021-03-18 03:03
随着整个社会对机动车环保和节能问题的重视,涡轮增压技术作为有效的技术措施之一也受到了相应的重视,目前其在车用发动机上的应用已经非常普遍,对发动机的动力性、经济性和排放均有很大程度的改善。涡轮增压器作为废气能量再利用装置,能否高效地转化废气能量并传递给进气成为评价增压器的重要指标之一。涡轮增压器的效率由涡轮机和压气机两部分共同决定,为了提高涡轮增压器的效率进而提高发动机性能,研究压气机和涡轮效率的进一步提升是非常重要和有意义的。本文基于商用CFD软件NUMECA对涡轮增压器离心压气机在不同工况下的性能和流场进行了系统的分析。主要从三个能量损失方面进行研究:叶顶间隙、流道粗糙度和叶轮叶片数及叶片厚度。结合实际生产和理论提出了一系列的优化方案,并最终进行集成,旨在提高压气机的能量利用率,从而最大限度地利用涡端传递的能量。本文以一台量产的涡轮增压器为研究对象,先通过实验值进行计算模型的标定,进而进行了叶顶间隙的研究。由于各种原因,叶顶间隙对旋转透平来说是不可避免的。但是压气机工作时气体会通过叶顶间隙由叶轮压力面向叶轮的吸力面泄漏,从而与主流发生耦合,造成比较大的能量损失。本文基于前人的研究经验...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?Ｓ２平面叶顶间隙示意图??殷明霞等［４］通过对某小型离心压气机的性能和叶顶间隙值之间关系进行研究，??
山东大学硕士毕业论文第二章数值模型的建立??研究对象??文研究对象为一台车用涡轮增压器的离心式压气机，该压气机主要由无、转子、和压气机蜗壳三部分构成，首先通过ＰｒｏＥ建立几何模型，如示，并通过ＮＵＭＥＣＡ进行前期几何处理。该增压器设计转速和流量分０００ｒ／ｍｉｎ和０．１９ｋｇ／ｓ，其主要结构参数设置如表２．１所示。??
?山东大学硕士毕业论文???不超过０．５％，就可以判定为收敛。如下图２．５、图２．６和图２．７所示，计算全局??残差都下降到５个数量级以上，并且进出口流量相差都在０．５％以内，效率和压??比等参数也不再变化，因此可以判定计算收敛。此外，本文还运用了?ＮＵＭＥＣＡ中??初场设置的便捷方法，这样可以保证其他工况点的收敛，并且可以大大缩短收敛??所需时间，减少计算时间。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]叶轮机械叶片表面粗糙度的研究进展[J]. 付飞,付双成,袁惠新,巩建鸣,李岩,钱建峰. 矿山机械. 2015(07)
[2]级环境下叶片表面粗糙度对压气机气动性能的影响[J]. 韩菲,杜礼明,李文娇,李成. 大连交通大学学报. 2015(02)
[3]基于修正RNG k-ε模型的叶片泵非设计工况数值模拟[J]. 任嘉,张瑶,沈正帆. 舰船科学技术. 2014(10)
[4]叶顶间隙对轴流压气机性能及流场的影响[J]. 孙海鸥,叶楠,王纪达,宫宇,王忠义. 航空发动机. 2014(03)
[5]改进的Baldwin-Lomax湍流模型及其在叶轮机械中的应用[J]. 杨金广,吴虎. 工程热物理学报. 2014(03)
[6]车用涡轮增压技术现状及发展趋势[J]. 张众杰,何西常,王威,关立哲,董素荣,周广猛. 内燃机与配件. 2012(06)
[7]改进的k-ω模型在亚音速漩涡流动中的应用[J]. 王熙,高正红. 科学技术与工程. 2012(12)
[8]k-ω SST两方程湍流模型中参数影响的初步分析[J]. 周宇,钱炜祺,邓有奇,马明生. 空气动力学学报. 2010(02)
[9]叶尖间隙流动对某微小型离心压气机性能的影响[J]. 殷明霞,冀国锋,桂幸民. 航空动力学报. 2010(03)
[10]Regional Distribution of Perceived Temperatures Estimated by the Human Heat Budget Model （the Klima-Michel Model） in South Korea[J]. Jiyoung KIM,Kyu Rang KIM,Byoung-Cheol CHOI,Dae-Geun LEE,Jeong-Sik KIM. Advances in Atmospheric Sciences. 2009(02)
博士论文
[1]离心压气机内部流动特性与流场结构研究[D]. 孙志刚.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2011
硕士论文
[1]车用发动机与涡轮增压器匹配研究[D]. 吕林.湖南大学 2011
本文编号：3087967
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?Ｓ２平面叶顶间隙示意图??殷明霞等［４］通过对某小型离心压气机的性能和叶顶间隙值之间关系进行研究，??
山东大学硕士毕业论文第二章数值模型的建立??研究对象??文研究对象为一台车用涡轮增压器的离心式压气机，该压气机主要由无、转子、和压气机蜗壳三部分构成，首先通过ＰｒｏＥ建立几何模型，如示，并通过ＮＵＭＥＣＡ进行前期几何处理。该增压器设计转速和流量分０００ｒ／ｍｉｎ和０．１９ｋｇ／ｓ，其主要结构参数设置如表２．１所示。??
?山东大学硕士毕业论文???不超过０．５％，就可以判定为收敛。如下图２．５、图２．６和图２．７所示，计算全局??残差都下降到５个数量级以上，并且进出口流量相差都在０．５％以内，效率和压??比等参数也不再变化，因此可以判定计算收敛。此外，本文还运用了?ＮＵＭＥＣＡ中??初场设置的便捷方法，这样可以保证其他工况点的收敛，并且可以大大缩短收敛??所需时间，减少计算时间。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]叶轮机械叶片表面粗糙度的研究进展[J]. 付飞,付双成,袁惠新,巩建鸣,李岩,钱建峰. 矿山机械. 2015(07)
[2]级环境下叶片表面粗糙度对压气机气动性能的影响[J]. 韩菲,杜礼明,李文娇,李成. 大连交通大学学报. 2015(02)
[3]基于修正RNG k-ε模型的叶片泵非设计工况数值模拟[J]. 任嘉,张瑶,沈正帆. 舰船科学技术. 2014(10)
[4]叶顶间隙对轴流压气机性能及流场的影响[J]. 孙海鸥,叶楠,王纪达,宫宇,王忠义. 航空发动机. 2014(03)
[5]改进的Baldwin-Lomax湍流模型及其在叶轮机械中的应用[J]. 杨金广,吴虎. 工程热物理学报. 2014(03)
[6]车用涡轮增压技术现状及发展趋势[J]. 张众杰,何西常,王威,关立哲,董素荣,周广猛. 内燃机与配件. 2012(06)
[7]改进的k-ω模型在亚音速漩涡流动中的应用[J]. 王熙,高正红. 科学技术与工程. 2012(12)
[8]k-ω SST两方程湍流模型中参数影响的初步分析[J]. 周宇,钱炜祺,邓有奇,马明生. 空气动力学学报. 2010(02)
[9]叶尖间隙流动对某微小型离心压气机性能的影响[J]. 殷明霞,冀国锋,桂幸民. 航空动力学报. 2010(03)
[10]Regional Distribution of Perceived Temperatures Estimated by the Human Heat Budget Model （the Klima-Michel Model） in South Korea[J]. Jiyoung KIM,Kyu Rang KIM,Byoung-Cheol CHOI,Dae-Geun LEE,Jeong-Sik KIM. Advances in Atmospheric Sciences. 2009(02)
博士论文
[1]离心压气机内部流动特性与流场结构研究[D]. 孙志刚.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2011
硕士论文
[1]车用发动机与涡轮增压器匹配研究[D]. 吕林.湖南大学 2011
本文编号：3087967
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