級環(huán)境下的流動是近年來葉輪機(jī)械領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題之一。本文以某離心壓縮機(jī)中間級單通道為計(jì)算模型,對流道內(nèi)部的復(fù)雜湍流流動特征及其性能進(jìn)行數(shù)值模擬研究。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析壓縮機(jī)各個部件內(nèi)部流動特點(diǎn)及規(guī)律。首先利用典型后臺階實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行湍流模型的對比和確定,通過大量數(shù)據(jù)計(jì)算比對速度剖面、壓力系數(shù)、摩擦系數(shù)等參數(shù),再考慮網(wǎng)格數(shù)、計(jì)算時間、CPU容量等硬件因素,選擇標(biāo)準(zhǔn)k-?湍流模型進(jìn)行本文的數(shù)值計(jì)算。所研究壓縮機(jī)模型外徑400mm,機(jī)器馬赫數(shù)0.8,葉輪轉(zhuǎn)速13366rpm。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由某壓縮機(jī)制造設(shè)計(jì)企業(yè)實(shí)驗(yàn)中心提供。本文計(jì)算9個工況點(diǎn),將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)得出的相應(yīng)性能參數(shù)值進(jìn)行了對比。計(jì)算所得曲線與實(shí)驗(yàn)相比趨勢較符合且最高效率誤差不超過4%。選取一個設(shè)計(jì)工況和兩個非設(shè)計(jì)工況,詳細(xì)分析了葉輪、擴(kuò)壓器、回流器等重要部件內(nèi)部流動特征,通過壓力、速度分布的對比,發(fā)現(xiàn)非設(shè)計(jì)工況的回流、特征梯度不均等問題會導(dǎo)致流動損失過多,效率降低,而設(shè)計(jì)工況附近的均勻流動則不易發(fā)生分離現(xiàn)象且有較高效率。研究結(jié)果為離心壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)、改進(jìn)和優(yōu)化提供有價值的數(shù)值依據(jù)。 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：50 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 離心壓縮機(jī)內(nèi)部流動數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀與進(jìn)展
    1.2 流動物理模型與相應(yīng)算法的發(fā)展
        1.2.1 葉輪機(jī)械內(nèi)部流動數(shù)值模擬算法的發(fā)展
        1.2.2 湍流模型
        1.2.3 SIMPLEC 算法
    1.3 離心壓縮機(jī)內(nèi)部流動的物理模型和數(shù)值解法
    1.4 本文主要工作
第二章 湍流模型的對比
    2.1 背景介紹
    2.2 湍流模型介紹
        2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)k-ε 模型
        2.2.2 S-A 模型
        2.2.3 kω-SST 模型
        2.2.4 RSM 模型
    2.3 模型比對工作及結(jié)論
    2.4 小結(jié)
第三章 離心壓縮機(jī)幾何建模與邊界處理
    3.1 離心壓縮機(jī)模型幾何尺寸
    3.2 求解方法與計(jì)算條件設(shè)置
    3.3 建模及網(wǎng)格生成
    3.4 壓縮機(jī)內(nèi)部流場計(jì)算方法
        3.4.1 連續(xù)性方程
        3.4.2 動量方程
        3.4.3 能量方程
    3.5 壓縮機(jī)的基本性能參數(shù)
        3.5.1 馬赫數(shù)
        3.5.2 流量及流量系數(shù)
        3.5.3 壓力及壓比
        3.5.4 葉輪轉(zhuǎn)速
        3.5.5 多變效率與能量頭系數(shù)
    3.6 小結(jié)
第四章 壓縮機(jī)單通道計(jì)算結(jié)果與對比分析
    4.1 實(shí)驗(yàn)裝置簡介
    4.2 計(jì)算與實(shí)驗(yàn)性能曲線對比分析
    4.3 離心式壓縮機(jī)內(nèi)部湍流流動特性分析
        4.3.1 葉輪特征面（盤蓋側(cè)、壓力面、吸力面）流動特性
        4.3.2 擴(kuò)壓器特征面（盤側(cè)、蓋側(cè)、中間面）流動特性分析
        4.3.3 回流器流動特性分析
    4.4 小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]離心式壓縮機(jī)內(nèi)部流動的數(shù)值與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 趙衡.天津大學(xué) 2006



本文編號：3567444