離心壓縮機(jī)固定元件改型的擴(kuò)穩(wěn)研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、離心壓縮機(jī)是一種典型的能量轉(zhuǎn)換裝置,其主要的工作原理是氣流經(jīng)過葉輪流道,在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動下,獲得從原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為而來的動能和壓力能。離心壓縮機(jī)中的擴(kuò)壓器、回流器等固定元件,對提高離心壓縮機(jī)整級的性能、拓寬穩(wěn)定運(yùn)行的工況范圍發(fā)揮著舉足輕重的作用。固定元件因為受到上游葉輪對流動帶來的影響以及本身葉片結(jié)構(gòu)對內(nèi)部流動的約束,其內(nèi)部流動十分復(fù)雜,因此探索固定元件內(nèi)部的流動機(jī)理對合理設(shè)計和優(yōu)化結(jié)構(gòu)具有很大的指導(dǎo)意義。本文針對沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠提

2、供的LB56150 KY108離心壓縮機(jī)模型級的固定元件(擴(kuò)壓器和回流器),借助旋轉(zhuǎn)機(jī)械流動數(shù)值分析專用軟件NUMECA,進(jìn)行內(nèi)部流場分析和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,擴(kuò)大原模型級的穩(wěn)定工況,提高壓縮機(jī)的整級性能。
  擴(kuò)壓器改型的第一部分主要分析了葉片擴(kuò)壓器與葉輪的徑向間隙(無葉擴(kuò)壓段長度)對離心壓縮機(jī)性能的影響。在擴(kuò)壓器入口半徑與葉輪出口半徑比R3/R2=1.06~1.20的范圍內(nèi)對六個不同無葉擴(kuò)壓段長度的模型進(jìn)行數(shù)值模擬,得出的結(jié)論是:在原

3、模型的基礎(chǔ)上無葉擴(kuò)壓段的長度逐漸增大,減少了葉輪出口近輪蓋處的不穩(wěn)定流動分離渦,優(yōu)化了擴(kuò)壓器入口處的氣流角分布均勻性,從而改善了葉輪,擴(kuò)壓器以及壓縮機(jī)整級的性能。但是無葉擴(kuò)壓段長度過大(R3/R2≥1.20)會造成嚴(yán)重的流動損失,使壓縮機(jī)整級的性能大幅下降。
  擴(kuò)壓器改型的第二部分分析了葉片擴(kuò)壓器的不同收縮方式對離心壓縮機(jī)性能的影響。本文研究了沿輪轂、輪蓋、輪轂+輪蓋三種方式的擴(kuò)壓器寬度收縮對離心壓縮機(jī)性能的影響,三種方式收縮的

4、比例保持一致。發(fā)現(xiàn)葉片擴(kuò)壓器寬度收縮能拓寬離心壓縮機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行工況,大幅提高小流量工況下壓縮機(jī)的多變效率和壓比,其中僅沿輪蓋收縮處的方式擴(kuò)穩(wěn)與提高性能的效果最優(yōu)。擴(kuò)壓器寬度收縮優(yōu)化了葉片擴(kuò)壓器進(jìn)出口的氣流角及徑向周向速度的分布,減小了擴(kuò)壓器內(nèi)的流動分離渦。
  在離心壓縮機(jī)的回流器葉片結(jié)構(gòu)的研究中,對不同回流器入口安裝角的離心壓縮機(jī)級性能進(jìn)行了數(shù)值模擬,并利用能量梯度理論對不同入口安裝角下的回流器內(nèi)部的流動狀況進(jìn)行分析,得到每一種

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