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高压比离心压气机低稠度扩压器的设计
| 论文题名： | 高压比离心压气机低稠度扩压器的设计 |
| 关键词： | 离心压气机;扩压器;数值模拟;CFXBladeGen造型软件 |
| 摘要： | 叶轮和扩压器是离心压气机最重要的两个部件,叶轮和扩压器设计水平的优劣直接影响离心压气机的性能指标。对现在的设计来说,叶轮的设计水平已经比较成熟,很难再有进一步的提高,在这种背景下,如何设计出既能提高效率又能保证有较宽广的运行范围的扩压器是当前研究的热点问题。 本文根据某离心压气机的实体模型,借助建模软件UG提取叶轮和扩压器数据,通过减少扩压器叶片数的方法设计了四种不同稠度扩压器,在网格软件Turbogrid中建立计算模型并划分网格后,利用流体分析软件CFX对四种稠度的扩压器进行内部流场的模拟,对其不同转速下的变工况性能进行了数值模拟计算,得出四种扩压器的压比流量和效率流量特性曲线以及各扩压器流场流动各参数的分布云图,着重讨论了稠度对扩压器的扩压能力、稳定工作范围和效率的影响,分析了扩压器内部的流动,形成涡流以及流场主要损失的原因,其中包括滞止损失、分离回流等。无论是在高工况还是低工况工作的情况下,低稠度扩压器的工作范围都要比叶片扩压器的工作范围宽广,喘振边界明显比叶片扩压器的喘振边界更靠左。在小流量接近喘振线附近,四种稠度的扩压器在各个工况的效率相差不大,都在88％左右,但是两种低稠度扩压器的等熵效率随着流量的增加效率线下降得比较缓慢,尤其是稠度是0.49的扩压器在工作范围内的效率远大于其他三种扩压器。 基于原叶型模拟计算流场流动存在不足的基础上,本文利用CFXBladeGen造型软件重新设计了叶片形状,并对两种低稠度扩压器进行了数值模拟。将改变叶型前后得到压比流量和效率流量特性曲线进行对比,分析了叶型变化对压气机性能参数的影响。改变叶型后,两种低稠度扩压器的压比、流量和效率等性能参数都有所改善,通道中存在的气流流动恶化情况也有所改善。 |
| 作者： | 李超 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 王银燕 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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