半開式離心葉輪小流量工況流動特性數(shù)值研究.pdf

1、離心式壓縮機作為典型的能量轉(zhuǎn)換機械，廣泛應用于各種氣體壓縮流程中。為了拓寬其穩(wěn)定運行工況范圍，各種擴穩(wěn)的手段與技術措施不斷提出，其中孔式機匣處理在某離心葉輪上的應用，經(jīng)過性能試驗和數(shù)值模擬，驗證了擴穩(wěn)技術的有效性。論文以該離心葉輪為研究對象，采用數(shù)值模擬手段對其內(nèi)部流動進行了定常與非定常流動的研究，以尋求其在小流量工況下發(fā)生非穩(wěn)定流動的位置和氣動參數(shù)變化規(guī)律，為孔式機匣處理技術的應用提供依據(jù)。
　　為了驗證數(shù)值計算方法的可靠性，論

2、文對計算模型的網(wǎng)格劃分、計算殘差和空間離散格式分別進行了討論，通過對比實驗性能來驗證計算方法的可靠性。進而，對離心葉輪通道的葉輪與不同寬度無葉擴壓器的匹配性能進行分析，為離心壓縮機葉輪與擴壓器匹配設計提供參考。運用與實驗一致的通道模型，進行離心葉輪通道在設計工況和小流量工況下的數(shù)值模擬。對比單葉片通道與整周葉輪在設計工況和小流量工況下的性能和內(nèi)部流場細節(jié)，雖然二者在整體性能上差別不大，但是在葉頂附近處單通道與整周葉輪的流場有明顯差別。整

3、周葉輪的定常計算結(jié)果顯示出葉輪內(nèi)部的葉頂間隙泄漏流、葉頂間隙回流及葉片近葉頂周向位置的流場存在明顯的非周期性特征，在小流量工況下流場的空間非周期性特征大大增加。根據(jù)葉片通道的不均勻度分析，發(fā)現(xiàn)在相對葉片弦長為0.4~0.6位置處的速度和壓力的不均勻度隨流量減少而增加，說明該位置處可能首先發(fā)生流動失穩(wěn)。借助周向進口總壓畸變分析，在小流量工況下離心葉輪內(nèi)流場受畸變的影響更明顯，且流場內(nèi)部受影響區(qū)域與進口總壓畸變所在通道位置密切相關。