CO2壓縮機(jī)級(jí)臨界點(diǎn)附近壓縮特性的數(shù)值研究.pdf

1、目前,在汽車空調(diào)、熱泵熱水器、石油化工等行業(yè)中,二氧化碳?jí)嚎s機(jī)得到了越來(lái)越多的關(guān)注與應(yīng)用。在大化肥行業(yè),由于合成尿素的需要,二氧化碳需要被壓縮到超臨界壓力來(lái)參與反應(yīng)。以往的壓縮機(jī)大都采用容積式,壓縮過(guò)程不涉及流動(dòng)過(guò)程。而在大容量離心壓縮系統(tǒng)中,是通過(guò)葉輪高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)加壓過(guò)程。在高壓段的后幾級(jí)壓縮中,就會(huì)經(jīng)歷跨臨界的壓縮過(guò)程。在壓力不太高、溫度不太低的情況下,通常采用理想氣體模型進(jìn)行葉輪機(jī)械性能分析,而在臨界點(diǎn)附近時(shí),則必須考慮二氧化碳實(shí)

2、際物性。因此在考慮二氧化碳物性的基礎(chǔ)上,細(xì)致研究離心壓縮機(jī)級(jí)內(nèi)流動(dòng)對(duì)提高二氧化碳離心式壓縮機(jī)整機(jī)性能非常有必要。
　　本文首先細(xì)致的分析了應(yīng)用不同湍流模型以及不同的工質(zhì)(空氣、二氧化碳)壓縮過(guò)程的性能,確定了適宜的湍流模型;然后同時(shí)比較了不同工質(zhì)的特性情況;然后使用了軟件內(nèi)置的多種物性定義方式來(lái)計(jì)算了二氧化碳在各個(gè)工況下的外特性,對(duì)整級(jí)以及單葉輪模型進(jìn)行了計(jì)算與性能預(yù)測(cè)。本文通過(guò)靠近臨界點(diǎn)的不同工況情況的比較來(lái)反應(yīng)臨界點(diǎn)對(duì)該處性能

3、的影響,同時(shí)利用參數(shù)化分析,來(lái)一一分析了各個(gè)入口條件(壓力、溫度、流動(dòng)角度、流量)的變化情況給性能與流動(dòng)情況帶來(lái)的影響,并細(xì)致的分析了三維流場(chǎng)特征,發(fā)現(xiàn)在臨界點(diǎn)附近壓縮因子等物性參數(shù)變化劇烈,在臨界點(diǎn)附近實(shí)際物性與理想物性下的結(jié)果有著巨大的差異,實(shí)際物性得出結(jié)果更符合理論與實(shí)際。最后,本文基于實(shí)際物性,對(duì)該模型及物性進(jìn)行了分析,通過(guò)不同的流量情況來(lái)給出內(nèi)部失速與堵塞工況的嚴(yán)重程度,通過(guò)分析多變指數(shù)與效率導(dǎo)出實(shí)際物性下的多變功及效率計(jì)算公