湍流模型對葉輪機(jī)械內(nèi)部流動性能模擬結(jié)果影響的研究.pdf

1、離心壓縮機(jī)是石油、化工和冶金等行業(yè)中的關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行消耗大量電能，改善壓縮機(jī)的流動特性進(jìn)而提高其運(yùn)行效率，一直是流體機(jī)械領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題。要提高效率，必須對壓縮機(jī)內(nèi)部的湍流流動進(jìn)行深入的了解與研究。本課題擬通過研究湍流模型在離心壓縮機(jī)內(nèi)部流場數(shù)值模擬中的適用性并討論各計(jì)算模型在不同條件下的適用范圍，為以后類似工程實(shí)際的模擬計(jì)算提供湍流模型的參考。
　　 首先建立了壓縮機(jī)模型級流場的計(jì)算模型，然后采用商業(yè)計(jì)算軟件中的核心求解器

2、數(shù)值模擬了流量系數(shù)分別為0.35、0.4、0.45、0.475、0.5五種流動工況下的湍流流動。分別用兩方程k-ε模型和一方程S-A模型對同一流道全量程進(jìn)行了計(jì)算，得出了兩種湍流模型下的外特性曲線和流動參數(shù)分布。
　　 分析發(fā)現(xiàn)，在k-ε模型下流量系數(shù)為0.45時(shí)，整級效率達(dá)到最高點(diǎn)；流量系數(shù)最大為0.5時(shí)，級效率最低。在S-A模型下流量系數(shù)為0.35時(shí)，級效率最高，在流量系數(shù)為0.35至0.45區(qū)間，效率的變化不明顯；在與k-

3、ε相同的流量系數(shù)即0.5時(shí)，級效率達(dá)到最低值。兩個湍流模型的最高和最低效率值略有不同。
　　 對壓縮機(jī)各部件內(nèi)的流動性能從壓力和速度的分布特點(diǎn)方面進(jìn)行了分析，討論了各部件內(nèi)流動損失情況。在葉輪內(nèi)部，吸力面的回流是影響效率的主要因素。擴(kuò)壓器段的氣體相對流動損失較小，各流動參數(shù)分布相似。彎道內(nèi)氣體均勻性的變化大小是影響效率和引起損失的主要因素。在回流器段，工作面上的氣體速度大小及分離區(qū)的范圍對流動損失有重要影響。在彎道和回流器流道內(nèi)