軸快流CO2激光器中渦輪風(fēng)機(jī)的數(shù)值模擬.pdf

1、長(zhǎng)期以來(lái),軸快流CO2激光器作為高功率激光加工工業(yè)領(lǐng)域的主要應(yīng)用光源,一直保持著不斷地向更高功率和更緊湊體積的趨勢(shì)發(fā)展。
　　在軸快流CO2激光器中,風(fēng)機(jī)對(duì)氣體流動(dòng)方式起了決定性作用,進(jìn)而影響放電管內(nèi)的流場(chǎng)分布、放電效率、激光功率和光束質(zhì)量等。因此,對(duì)軸快流CO2激光器中風(fēng)機(jī)的研究對(duì)于整個(gè)激光器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化有著很大的必要性。
　　本論文針對(duì)應(yīng)用于軸快流CO2激光器中的一種渦輪風(fēng)機(jī)作了深入研究,主要工作包括以下幾個(gè)方面:<

2、br>　　(1)根據(jù)軸快流CO2激光器的整體結(jié)構(gòu)以及氣體流動(dòng)特征,對(duì)風(fēng)機(jī)相應(yīng)必須實(shí)現(xiàn)的條件要求進(jìn)行了分析,并對(duì)不同類別風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比分析,從而對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行了選型和確認(rèn),最終確定了流量大、轉(zhuǎn)速高、壓比大的渦輪風(fēng)機(jī)是滿足軸快流CO2激光器的最佳選擇。
　　(2)針對(duì)已選擇的風(fēng)機(jī)類別及其特征,根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)(簡(jiǎn)稱CFD)的相關(guān)原理知識(shí)和計(jì)算方法,應(yīng)用Fluent軟件包作為計(jì)算工具進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,得到風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的詳細(xì)分布狀況。<

3、br>　　(3)在上述工作的基礎(chǔ)上,對(duì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行條件以及出口區(qū)域結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,并將計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析,得出了風(fēng)機(jī)工作性能與運(yùn)行條件或出口區(qū)域結(jié)構(gòu)之間的變化關(guān)系。
　　本文通過(guò)對(duì)應(yīng)用于軸快流CO2激光器中的一種風(fēng)機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬研究,得到了該風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的具體分布狀況,以及流場(chǎng)分布狀況與運(yùn)行條件、出口結(jié)構(gòu)的關(guān)系,對(duì)于實(shí)現(xiàn)該類風(fēng)機(jī)的自主設(shè)計(jì)優(yōu)化以及激光器的整體設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo),為高功率、高穩(wěn)定性、高光束質(zhì)量軸快流CO2激光器的進(jìn)一步發(fā)展