離心葉輪內(nèi)部流動(dòng)特征與性能的數(shù)值研究.pdf

1、離心壓縮機(jī)在許多領(lǐng)域都起著非常重要的作用,運(yùn)行時(shí)消耗大量的能源,分析離心壓縮機(jī)內(nèi)部流場的流動(dòng)特性,改進(jìn)結(jié)構(gòu),提高效率,是研究離心壓縮機(jī)的主要課題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)值模擬成為分析離心壓縮機(jī)內(nèi)部流動(dòng)的重要手段之一。
　　 本文對(duì)一葉輪直徑為0.4m,機(jī)器馬赫數(shù)為0.86的離心壓縮機(jī)進(jìn)行了數(shù)值模擬和分析。采用綜合手段完成了離心壓縮機(jī)整級(jí)的幾何建模和網(wǎng)格劃分,與其它建模方式比較,本文方法可以快速建立模型幾何結(jié)構(gòu)、生成高質(zhì)量網(wǎng)格。

2、在此基礎(chǔ)上計(jì)算了從喘振到阻塞流量的全量程工況,給出了離心壓縮機(jī)級(jí)的多變效率曲線和能量頭系數(shù)曲線。由性能曲線得出,當(dāng)流量系數(shù)為0.12047時(shí),多變效率達(dá)到最高值,為86.74％。
　　 分別對(duì)三種典型工況下的離心壓縮機(jī)內(nèi)部流場進(jìn)行了流動(dòng)特性分析,小流量工況、設(shè)計(jì)工況和大流量工況對(duì)應(yīng)的流量系數(shù)分別為0.1045、0.1205和0.1460。結(jié)果發(fā)現(xiàn),不同工況下,隨著流量的增加,葉輪和擴(kuò)壓器部分的流動(dòng)變差；由盤側(cè)至蓋側(cè),離心壓縮機(jī)內(nèi)

3、部流動(dòng)逐漸變得紊亂。在回流器內(nèi)部,大流量工況下的流動(dòng)相比小流量工況和設(shè)計(jì)點(diǎn)工況具有更小的分離區(qū)。各流動(dòng)區(qū)域的靜壓等值線圖的變化趨勢與速度矢量圖相一致。在各運(yùn)行工況下,葉輪蓋側(cè)均存在一低壓區(qū),而在彎道的蓋側(cè)和回流器的盤側(cè)則有一高壓區(qū),這兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的流動(dòng)可能引起離心壓縮機(jī)明顯的能量損失。
　　 分析對(duì)比了擴(kuò)壓器與彎道以及回流器部分的損失,由損失百分比曲線得出,在小流量區(qū)域,隨著流量的增加流動(dòng)損失逐漸減小,在設(shè)計(jì)工況附近流動(dòng)損失達(dá)到最