高速離心空壓機(jī)葉輪流場(chǎng)分析及性能研究.pdf

1、中圖分類號(hào)UDC刪52621碩士學(xué)位論文高速離心空壓機(jī)葉輪流場(chǎng)分析及性能研究TheflowfieldAnalysisandPerformanceResearchonHigh—SpeedCentrifugalCompressorImpeller作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：邱團(tuán)輝機(jī)械工程機(jī)械設(shè)計(jì)及理論機(jī)電工程學(xué)院朱桂華論文答辯日期細(xì)≥：莖：心答辯委員會(huì)主席中南大學(xué)二O一三年五月高速離心空壓機(jī)葉輪流場(chǎng)分析及性能研究

2、摘要：葉輪是高速離心空壓機(jī)的核心部件，其運(yùn)轉(zhuǎn)速度高，葉片形狀復(fù)雜。氣流在葉輪內(nèi)部流動(dòng)為復(fù)雜的三維可壓縮粘性流動(dòng)，葉輪在工作時(shí)受力復(fù)雜，機(jī)組故障的65％為葉輪故障。為降低其故障率，提高機(jī)組運(yùn)行效率，采用數(shù)值模擬結(jié)合實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)葉輪內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了三維數(shù)值模擬，并對(duì)影響葉輪氣動(dòng)性能的因素進(jìn)行研究，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用流固耦合的方法對(duì)葉片的強(qiáng)度進(jìn)行了全面評(píng)估。主要工作如下：1、建立了葉輪內(nèi)部流場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型，利用CFD仿真軟件CFX對(duì)葉輪內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行

3、了數(shù)值模擬，得到了其內(nèi)部氣流的壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)，揭示了氣流在葉輪內(nèi)部壓力、速度、溫度的變化情況，捕捉到了渦流、二次流等流動(dòng)特征。2、分析得出了流量變化對(duì)葉輪出口壓力、出口溫度以及葉輪內(nèi)部流動(dòng)狀況的影響規(guī)律；得出了葉頂間隙對(duì)葉輪出口壓力、出口溫度和葉輪內(nèi)部流動(dòng)的影響規(guī)律；得出了葉片數(shù)目對(duì)葉輪出口壓力、出口溫度和葉輪內(nèi)部流動(dòng)的影響規(guī)律。3、對(duì)葉輪在工作時(shí)葉片所受氣動(dòng)載荷的大小和分布狀況進(jìn)行了分析，并在綜合考慮氣動(dòng)載荷和離心載荷的基礎(chǔ)上

4、，對(duì)葉輪進(jìn)行了流固耦合分析，揭示了氣動(dòng)載荷對(duì)葉輪強(qiáng)度性能的影響，綜合考慮葉輪的變形以及不同葉頂間隙下葉輪的氣動(dòng)性能，確定葉輪工作時(shí)最佳葉頂間隙值為03mm?！?4、實(shí)驗(yàn)研究得到了流量變化對(duì)葉輪入口壓力、出口壓力和出口溫度的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果具有一致性，表明前述數(shù)值計(jì)算是可信的。本研究成果對(duì)優(yōu)化高速離心空壓機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，提高機(jī)組的運(yùn)行效率，降低葉輪的故障發(fā)生率具有一定的指導(dǎo)意義。圖68幅，表4個(gè)，參考文獻(xiàn)77篇。關(guān)鍵詞：離心空壓機(jī)；