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

1、本文針對某微型燃?xì)廨啓C(jī)離心壓氣機(jī)部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點,采用了合理的全三維定常數(shù)值模擬分析方法,詳細(xì)計算分析了其設(shè)計和非設(shè)計轉(zhuǎn)速下的狀態(tài)性能,對其內(nèi)部復(fù)雜的流場結(jié)構(gòu)和流動現(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。所有計算分析結(jié)果表明,無論在在設(shè)計轉(zhuǎn)速還是非設(shè)計轉(zhuǎn)速下,離心葉輪轉(zhuǎn)子及其之前的零件內(nèi)部流動基本正常,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、匹配中往往容易出現(xiàn)問題,從而影響了整個壓氣機(jī)的效率。從改進(jìn)設(shè)計的角度出發(fā)該壓氣機(jī)存在改進(jìn)的余地,且重點應(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,本報告中研究了帶徑向葉片擴(kuò)壓器和無葉擴(kuò)壓器的離心壓氣機(jī)排氣蝸殼的最優(yōu)化設(shè)計,以及帶排氣蝸殼的整機(jī)流場的數(shù)值模擬分析。文中首先給出了蝸殼設(shè)計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。采用ANSYS CFX軟件,對設(shè)計的10種蝸殼構(gòu)型方案進(jìn)行數(shù)值模擬計算,通過對模擬結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)地對比分析,得到一個流動損失相對合理、尺寸滿足要求的排氣蝸殼模型。將此相對最優(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)值模擬計算,通過進(jìn)一步的研究來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)對比分