湍流模型的對(duì)比與葉輪機(jī)械內(nèi)部氣動(dòng)性能的數(shù)值模擬.pdf

1、湍流模型的對(duì)比與葉輪機(jī)械內(nèi)部氣動(dòng)性能的數(shù)值模擬ComparisonofTurbulenceModelandrUN10elandNumericalSimulationofAerodynamicPerformanceinTurbomachinery學(xué)科專(zhuān)業(yè)：化工過(guò)程機(jī)械研究生：鄭雅芳指導(dǎo)教師：劉正先副教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一零年五月一令一苓=牛直月’【；，1～●‘’摘要級(jí)環(huán)境下的流動(dòng)是近年來(lái)葉輪機(jī)械領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。本文以某離心壓縮

2、機(jī)中間級(jí)單通道為計(jì)算模型，對(duì)流道內(nèi)部的復(fù)雜湍流流動(dòng)特征及其性能進(jìn)行數(shù)值模擬研究。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析壓縮機(jī)各個(gè)部件內(nèi)部流動(dòng)特點(diǎn)及規(guī)律。首先利用典型后臺(tái)階實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行湍流模型的對(duì)比和確定，通過(guò)大量數(shù)據(jù)計(jì)算比對(duì)速度剖面、壓力系數(shù)、摩擦系數(shù)等參數(shù)，再考慮網(wǎng)格數(shù)、計(jì)算時(shí)間、CPU容量等硬件因素，選擇標(biāo)準(zhǔn)ks湍流模型進(jìn)行本文的數(shù)值計(jì)算。所研究壓縮機(jī)模型外徑400mm，機(jī)器馬赫數(shù)O8，葉輪轉(zhuǎn)速13366rpm。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由某壓縮機(jī)制造設(shè)計(jì)企業(yè)實(shí)驗(yàn)中心提

3、供。本文計(jì)算9個(gè)工況點(diǎn)，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)得出的相應(yīng)性能參數(shù)值進(jìn)行了對(duì)比。計(jì)算所得曲線(xiàn)與實(shí)驗(yàn)相比趨勢(shì)較符合且最高效率誤差不超過(guò)4％。選取一個(gè)設(shè)計(jì)工況和兩個(gè)非設(shè)計(jì)工況，詳細(xì)分析了葉輪、擴(kuò)壓器、回流器等重要部件內(nèi)部流動(dòng)特征，通過(guò)壓力、速度分布的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)非設(shè)計(jì)工況的回流、特征梯度不均等問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)損失過(guò)多，效率降低，而設(shè)計(jì)工況附近的均勻流動(dòng)則不易發(fā)生分離現(xiàn)象且有較高效率。研究結(jié)果為離心壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)、改進(jìn)和優(yōu)化提供有價(jià)值的數(shù)值依據(jù)。關(guān)鍵詞