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车用涡轮增压器空气压缩机流场的数值模拟研究
| 论文题名： | 车用涡轮增压器空气压缩机流场的数值模拟研究 |
| 关键词： | 内流特性;数值模拟;车用涡轮增压器;空气压缩机 |
| 摘要： | 随着时代的变迁与进步，废气涡轮增压技术逐渐被重视并被广泛应用于各类车辆动力系统中，以实现发动机的高功率、大扭矩和低排放目标。而离心压气机作为涡轮增压系统的重要组成部件，其流动性能的优劣成为涡轮增压技术的关键。因此，设计出兼具高压、高效、低噪和体积小等优点的离心压气机是当务之急。离心压气机主要由进气道、旋转叶轮、扩压器、蜗壳等部件组成，简单的机构使得每一个部件结构的变动都会对压气机的性能产生至关重要的影响。但是，随着研究的深入，越来越多的学者认为，各部件之间相互耦合作用对压气机性能产生的影响也是不能忽略的。本研究基于此点出发，对压气机进行了数值模拟研究，并对未来压气机的研发提供一定的借鉴意义。 本文以某型号的涡轮增压器离心压缩机为研究原型，首先考虑了扩压器与蜗壳的耦合作用对压气机性能的影响，从扩压器出口相对于蜗壳位置的角度入手，建立两种压气机模型，对这两种压气机的流场和声场进行全流道数值模拟，并对内流特性进行对比分析。结果显示，转速越高，出口静压值越大，压比越大；在同一转速工况下，小流量时，非内嵌式压气机的整体性能要高于内嵌式，随着流量的增加，内嵌式的整体性能逐步提高，在大流量时其性能则要高于非内嵌式；压气机噪声都表现为随着转速的增加而增大，随着流量由小增大而先减小后增加；在设计工况下，非内嵌式扩压器与蜗壳组合方式下的性能要优于内嵌式，整机表面最大声功率比内嵌式压气机低4.936dB。 同时考虑到转子部分对压气机性能影响较大，遂参考转子叶片的设计参数，通过改变转子叶片出口角度，对具有不同叶片出口角的压气机进行全流道数值模拟，分析了叶片的不同出口角对压气机内流特性的影响。结果显示，较大的叶片出口角虽会增加压气机的工作范围，但是过大的出口角却对提高压比和效率不利，即压气机的压比和效率会随着叶片出口角的逐渐增大而减小；对噪声而言，整机声功率则表现为随着出口角度的增大而先减小后增大，即存在合适的出口角使压气机在设计工况下的整体噪声相对较小。 |
| 作者： | 庄严 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 赖晨光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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