半開式葉輪離心壓縮機氣動性能優(yōu)化設計研究.pdf

1、離心壓縮機在國民經(jīng)濟行業(yè)中占有重要的地位，其發(fā)展水平亦是一個國家工業(yè)整體實力的重要體現(xiàn)。在我國現(xiàn)代化建設面臨著資源、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和國家安全的今天，提高大型壓縮機設計水平及對其內部氣動性能的研究具有重要的戰(zhàn)略意義。以往的離心壓縮機設計研究對于提高設計工況點的氣動性能以及效率關注更多，而離心壓縮機的實際運行情況多數(shù)是在一定的工況范圍內工作，很難使壓縮機持續(xù)在設計工況點位置運行工作。因此，對于離心壓縮機的研究，除了需要滿足設計點要求的同時，

2、相關的調節(jié)性能的研究對工程應用具有一定的價值。
　　本文以某型號帶可調進口導葉的半開式葉輪離心壓縮機為研究對象，結合CFD技術以及優(yōu)化方法對半開式葉輪離心壓縮機首級進行氣動分析以及性能優(yōu)化。研究工作主要包括兩部分內容:
　　第一部分為半開式葉輪離心壓縮機首級內流場的數(shù)值分析。首先通過對某半開式葉輪模型級的數(shù)值模擬與試驗比對，驗證數(shù)值模擬方法的可靠性;然后對該型號離心壓縮機不同入口導葉開度下的流場進行精細分析，在獲得不同導葉開

3、度下壓縮機運行特性曲線圖的基礎上，考察入口預旋以及蝸殼對葉輪葉片表面壓力載荷的影響，分析不同導葉開度情況下的葉片壓力脈動特性，從而進一步增加對離心壓縮機內部流場的認識。
　　第二部分為該型號離心壓縮機靜止部件的性能優(yōu)化。在壓縮機變工況運行中，了解內部流場的流動規(guī)律，尋找壓縮機內部流動欠佳的問題并對其進行優(yōu)化改進。建立了氣動性能魯棒性優(yōu)化模型，目標函數(shù)為分別在90％、100％和110％設計流量下的擴壓器和蝸殼靜壓恢復系數(shù)的最小值最大