離心式壓縮機葉輪內(nèi)部流場模擬分析.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，能耗、環(huán)境污染以及其他負面效應(yīng)已經(jīng)引起了全球的關(guān)注。在制冷空調(diào)領(lǐng)域，我們面臨的問題主要是減小空調(diào)系統(tǒng)的能耗，提高其效率以及保護環(huán)境。而壓縮機作為蒸汽壓縮制冷循環(huán)的主要耗功部件，減小制冷循環(huán)的能耗就主要取決于是否能顯著減小壓縮機的能耗。作為離心式壓縮機內(nèi)唯一對氣體做功的部件，葉輪內(nèi)部的流動受到葉輪旋轉(zhuǎn)、葉片形狀、葉頂間隙等諸多因素的影響，是一種非常復(fù)雜的三元流動現(xiàn)象。而葉輪內(nèi)部流場的分析是預(yù)測壓縮機性能及篩選方案的

2、重要依據(jù)，在壓縮機設(shè)計中占有非常重要的地位。
　　本文首先從基本控制方程、湍流模型、離散方法、離散方程的求解方法、網(wǎng)格劃分、邊界條件設(shè)置等方面介紹了葉輪內(nèi)流場模擬的數(shù)學模型，隨后使用網(wǎng)格劃分軟件ICEM CFD、求解器Fluent及后處理器CFD POST對兩個相似離心式壓縮機葉輪的內(nèi)流場進行了CFD模擬，觀察了兩者的內(nèi)部流動狀況，比較了兩者表面靜壓、靜溫、絕對速度、z向截面相對速度速度場、子午面相對速度場及回轉(zhuǎn)面相對速度場。

3、r>　　模擬結(jié)果表明，在所有z截面處葉輪II的平均相對速度比葉輪I要高，兩個葉輪在進口處流場比較均勻。在z=140mm、160mm截面處出口處，葉輪I和葉輪II都出現(xiàn)了渦流，而且葉輪II的渦流比葉輪I稍嚴重。這些渦流區(qū)域主要集中在輪蓋曲率半徑比較小的地方，在這個區(qū)域氣流高速轉(zhuǎn)向從而形成渦流。在z=190mm截面處，兩個葉輪葉片背壓面出現(xiàn)了不是太嚴重的分離，葉輪出口處也沒有明顯的渦流。葉輪II的分離現(xiàn)象比葉輪I要明顯些，葉輪I的流場比葉輪