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文檔簡介
1、離心壓縮機具有壓比高、穩(wěn)定運行工況寬以及結構緊湊的特點,因而被廣泛應用于國民經濟各領域中。隨著成套裝置走向大型化,離心壓縮機正朝著大流量系數和高壓比的方向發(fā)展。因此,高性能大流量系數基本級研發(fā)以及級間影響問題的研究受到了高度關注和重視。
離心葉輪設計時一般假設氣流均勻來流,不考慮預旋。但對于多級離心壓縮機而言,上一級以及采用徑向進氣裝置的出口氣流場是不均勻的且具有一定程度的旋繞,大流量系數基本級更是如此。在進口畸變條件下,下一
2、級的工作點將偏離設計工況,進而會影響整機的氣動性能。進口畸變如何影響流場和性能以及如何控制畸變是提高多級離心壓縮機氣動性能的關鍵問題之一.
本文以大流量系數雙級離心壓縮機為研究對象,采用CFD方法對其級間影響問題進行研究。通過兩級聯(lián)算以及不同進氣條件下第二級的單獨計算,研究第一級出口氣流參數的分布特點及形成原因,對比分析兩級聯(lián)算、均勻進氣以及其它來流條件下第二級的外特性與內部流場,獲得多級環(huán)境下前一級出口畸變氣流對于后一級工作
3、特性的影響規(guī)律。計算結果表明:在非均勻來流情況下,第二級葉輪內二次流的堆積和摻混損失顯著增加,性能曲線偏離設計曲線,同時有效工況范圍變小,尤其在大流量處,阻塞工況明顯提前。設計點處,兩級環(huán)境下第二級的多變效率比均勻來流時下降了4.89%。
此外,對于本文研究的葉輪,第一級出口氣流的徑向畸變比周向畸變對第二級性能的影響更顯著。不同預旋來流對葉輪葉片做功能力的影響主要體現在葉片的入口段,負預旋比重較大的來流使得葉片入口段載荷變大。
4、相比較而言,不同預旋來流對葉片載荷分布的影響是從葉根到葉頂逐漸增大的。第一級出口畸變氣流對第二級性能的影響以葉輪和擴壓器最為明顯,而對后面彎道和回流器等靜止部件的影響相對較小。另外,本文采用串列葉片回流器的優(yōu)化方案改善了第一級出口流場的均勻性,提高了下一級的性能。
本文除了開展數值計算工作外,還對級間影響的實驗方案進行了設計。由于受實驗臺限制,只能進行單葉輪旋轉實驗。為了實現級間影響研究,故采用靜止導葉代替第一級葉輪和擴壓器葉
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