離心葉輪內(nèi)部流動特征與性能的數(shù)值研究.pdf

1、離心壓縮機在許多領(lǐng)域都起著非常重要的作用,運行時消耗大量的能源,分析離心壓縮機內(nèi)部流場的流動特性,改進結(jié)構(gòu),提高效率,是研究離心壓縮機的主要課題。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,數(shù)值模擬成為分析離心壓縮機內(nèi)部流動的重要手段之一。
　　 本文對一葉輪直徑為0.4m,機器馬赫數(shù)為0.86的離心壓縮機進行了數(shù)值模擬和分析。采用綜合手段完成了離心壓縮機整級的幾何建模和網(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)上計算了從喘振到阻塞流量的全量程工況,給出了離心壓縮機級的多變效率曲線和能量頭系數(shù)曲線。由性能曲線得出,當流量系數(shù)為0.12047時,多變效率達到最高值,為86.74％。
　　 分別對三種典型工況下的離心壓縮機內(nèi)部流場進行了流動特性分析,小流量工況、設(shè)計工況和大流量工況對應(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,葉輪和擴壓器部分的流動變差；由盤側(cè)至蓋側(cè),離心壓縮機內(nèi)

3、部流動逐漸變得紊亂。在回流器內(nèi)部,大流量工況下的流動相比小流量工況和設(shè)計點工況具有更小的分離區(qū)。各流動區(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),這兩個區(qū)域內(nèi)的流動可能引起離心壓縮機明顯的能量損失。
　　 分析對比了擴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損失逐漸減小,在設(shè)計工況附近流動損失達到最