渦輪增壓器壓氣機(jī)流場(chǎng)分析與強(qiáng)度振動(dòng)研究.pdf

1、由進(jìn)氣道、葉輪、擴(kuò)壓器等組成的離心式壓氣機(jī)內(nèi)部通道的流動(dòng)過(guò)程是非常復(fù)雜的，壓氣機(jī)是增壓器的核心部件之一，其工作好壞對(duì)增壓器性能產(chǎn)生很大的影響。近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)及數(shù)值計(jì)算方法的發(fā)展，三維計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件越來(lái)越多的被應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的內(nèi)部流動(dòng)分析。另外葉輪的工作環(huán)境十分惡劣，其承受離心力、氣動(dòng)力、彎矩和振動(dòng)等多種載荷的影響，容易發(fā)生失效，且各種載荷相互影響，為了使得到的數(shù)據(jù)更加真實(shí)準(zhǔn)確，必須對(duì)壓氣機(jī)進(jìn)行流固耦合分析。對(duì)離心壓氣機(jī)內(nèi)部進(jìn)行數(shù)值

2、模擬分析和對(duì)葉輪進(jìn)行有限元分析，是研究其流動(dòng)規(guī)律和強(qiáng)度振動(dòng)問(wèn)題的主要手段之一。
　　 本文應(yīng)用三維計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件NUMECA對(duì)壓氣機(jī)內(nèi)部的流動(dòng)性能進(jìn)行多工況的數(shù)值模擬，得出不同轉(zhuǎn)速下壓氣機(jī)效率-質(zhì)量流量曲線和壓氣機(jī)特性曲線。詳細(xì)分析了壓氣機(jī)內(nèi)一些特征截面速度和壓力的分布情況，長(zhǎng)短葉片的壓力面和吸力面的壓力及溫度的分布情況。討論了葉片數(shù)目，葉頂間隙，擴(kuò)壓器有無(wú)葉片及擴(kuò)壓器葉片參數(shù)對(duì)壓氣機(jī)性能的影響。
　　 為了獲得離心

3、壓氣機(jī)葉輪更為真實(shí)詳細(xì)的應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)壓氣機(jī)葉輪和葉片進(jìn)行了單向流固耦合分析，通過(guò)軟件之間的接口，實(shí)現(xiàn)壓力場(chǎng)數(shù)據(jù)的傳遞。獲得離心力和氣動(dòng)力共同作用時(shí)的葉輪最大應(yīng)力和應(yīng)變的分布，得到壓氣機(jī)長(zhǎng)短葉片的應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D以及固有頻率和相應(yīng)的模態(tài)振型，計(jì)算比較了離心力，氣動(dòng)壓力對(duì)應(yīng)力和固有頻率的影響。
　　 通過(guò)本文分析，全面了解了該壓氣機(jī)在各種狀態(tài)下的流動(dòng)情況，驗(yàn)證了葉輪結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的可靠性，得到了壓氣機(jī)在常用工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的共振點(diǎn)，為進(jìn)一步改進(jìn)