湍流模型對葉輪機械內(nèi)部流動性能模擬結(jié)果影響的研究.pdf

1、離心壓縮機是石油、化工和冶金等行業(yè)中的關(guān)鍵設(shè)備，其運行消耗大量電能，改善壓縮機的流動特性進而提高其運行效率，一直是流體機械領(lǐng)域研究的熱點問題。要提高效率，必須對壓縮機內(nèi)部的湍流流動進行深入的了解與研究。本課題擬通過研究湍流模型在離心壓縮機內(nèi)部流場數(shù)值模擬中的適用性并討論各計算模型在不同條件下的適用范圍，為以后類似工程實際的模擬計算提供湍流模型的參考。
　　 首先建立了壓縮機模型級流場的計算模型，然后采用商業(yè)計算軟件中的核心求解器

2、數(shù)值模擬了流量系數(shù)分別為0.35、0.4、0.45、0.475、0.5五種流動工況下的湍流流動。分別用兩方程k-ε模型和一方程S-A模型對同一流道全量程進行了計算，得出了兩種湍流模型下的外特性曲線和流動參數(shù)分布。
　　 分析發(fā)現(xiàn)，在k-ε模型下流量系數(shù)為0.45時，整級效率達到最高點；流量系數(shù)最大為0.5時，級效率最低。在S-A模型下流量系數(shù)為0.35時，級效率最高，在流量系數(shù)為0.35至0.45區(qū)間，效率的變化不明顯；在與k-

3、ε相同的流量系數(shù)即0.5時，級效率達到最低值。兩個湍流模型的最高和最低效率值略有不同。
　　 對壓縮機各部件內(nèi)的流動性能從壓力和速度的分布特點方面進行了分析，討論了各部件內(nèi)流動損失情況。在葉輪內(nèi)部，吸力面的回流是影響效率的主要因素。擴壓器段的氣體相對流動損失較小，各流動參數(shù)分布相似。彎道內(nèi)氣體均勻性的變化大小是影響效率和引起損失的主要因素。在回流器段，工作面上的氣體速度大小及分離區(qū)的范圍對流動損失有重要影響。在彎道和回流器流道內(nèi)