微型燃?xì)廨啓C(jī)離心壓氣機(jī)性能評(píng)估及排氣蝸殼優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、本文針對(duì)某微型燃?xì)廨啓C(jī)離心壓氣機(jī)部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn),采用了合理的全三維定常數(shù)值模擬分析方法,詳細(xì)計(jì)算分析了其設(shè)計(jì)和非設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下的狀態(tài)性能,對(duì)其內(nèi)部復(fù)雜的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和流動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行了深入地闡述,并提出了該壓氣機(jī)可行的性能優(yōu)化方案,為其性能改進(jìn)提供了途徑。所有計(jì)算分析結(jié)果表明,無(wú)論在在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速還是非設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下,離心葉輪轉(zhuǎn)子及其之前的零件內(nèi)部流動(dòng)基本正常,但徑向擴(kuò)壓器、導(dǎo)流彎管和軸向擴(kuò)壓器的流動(dòng)存在著不同程度的分離,尤其是軸向擴(kuò)壓器分離情況尤為嚴(yán)

2、重。此類壓氣機(jī)中在徑向擴(kuò)壓器和軸向擴(kuò)壓器的設(shè)計(jì)、匹配中往往容易出現(xiàn)問(wèn)題,從而影響了整個(gè)壓氣機(jī)的效率。從改進(jìn)設(shè)計(jì)的角度出發(fā)該壓氣機(jī)存在改進(jìn)的余地,且重點(diǎn)應(yīng)放在徑向擴(kuò)壓器、導(dǎo)流彎管和軸向擴(kuò)壓器,尤其是軸向擴(kuò)壓器上。
　　 根據(jù)要求,在原型機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行了回?zé)嵫h(huán)的改造,本報(bào)告中研究了帶徑向葉片擴(kuò)壓器和無(wú)葉擴(kuò)壓器的離心壓氣機(jī)排氣蝸殼的最優(yōu)化設(shè)計(jì),以及帶排氣蝸殼的整機(jī)流場(chǎng)的數(shù)值模擬分析。文中首先給出了蝸殼設(shè)計(jì)的原理和圓形截面半徑公式,分析

3、了影響蝸殼性能的6個(gè)主要因素,并考慮到本文研究的排氣蝸殼所受的總體外形安裝尺寸的限制,共進(jìn)行了10種蝸殼方案的設(shè)計(jì)。采用ANSYS CFX軟件,對(duì)設(shè)計(jì)的10種蝸殼構(gòu)型方案進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)地對(duì)比分析,得到一個(gè)流動(dòng)損失相對(duì)合理、尺寸滿足要求的排氣蝸殼模型。將此相對(duì)最優(yōu)化的蝸殼放到離心壓氣機(jī)整機(jī)模型中,采用了Numeca軟件,進(jìn)行整機(jī)數(shù)值模擬計(jì)算,通過(guò)進(jìn)一步的研究來(lái)全面了解該蝸殼在整機(jī)環(huán)境下的性能表現(xiàn),并與原型機(jī)對(duì)比分