低反動(dòng)度壓氣機(jī)常規(guī)級(jí)設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類號(hào)：TK471國(guó)際圖書(shū)分類號(hào)：621.438工學(xué)碩士學(xué)位論文低反動(dòng)度壓氣機(jī)常規(guī)級(jí)設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬碩士研究生：王曉鋒導(dǎo)師：王松濤教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：動(dòng)力機(jī)械及工程所在單位：能源科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2008年7月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要壓氣機(jī)是現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵部件之一，其設(shè)計(jì)性能的好壞在很大程度上決定了整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。因此壓氣機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)是否成功與壓氣機(jī)設(shè)計(jì)體系和設(shè)計(jì)理論存

2、在著很大程度的關(guān)系。而現(xiàn)代軸流壓氣機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是要求有更高的級(jí)負(fù)荷和更少的級(jí)數(shù)，常規(guī)的設(shè)計(jì)要達(dá)到這樣的要求存在著較大的困難，因此本文應(yīng)用了低反動(dòng)度軸流壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)概念，設(shè)計(jì)并數(shù)值模擬了一級(jí)壓氣機(jī)來(lái)驗(yàn)證這個(gè)設(shè)計(jì)的可行性。本文首先對(duì)軸流壓氣機(jī)進(jìn)行了簡(jiǎn)述，介紹了其發(fā)展歷史以及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，總結(jié)出了現(xiàn)代軸流壓氣機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，并給出了低反動(dòng)度高負(fù)荷軸流壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)概念，詳細(xì)闡述了多級(jí)低反動(dòng)度設(shè)計(jì)的原理內(nèi)容和限制因素。本文還對(duì)近五十年來(lái)世界發(fā)達(dá)

3、國(guó)家的壓氣機(jī)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)體系的發(fā)展情況進(jìn)行了概述，并介紹了CFD在葉輪機(jī)械中的應(yīng)用對(duì)于壓氣機(jī)設(shè)計(jì)的有力促進(jìn)。本文以壓氣機(jī)設(shè)計(jì)體系理論和方法為指導(dǎo)，應(yīng)用多級(jí)低反動(dòng)度高負(fù)荷軸流壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)概念，設(shè)計(jì)了壓氣機(jī)常規(guī)級(jí)方案，選定了通流部分的形式和尺寸，計(jì)算了葉柵中徑處的氣動(dòng)參數(shù)和速度三角形。并在此基礎(chǔ)上用Ftran編制了準(zhǔn)三維設(shè)計(jì)程序和葉片成型程序，通過(guò)反復(fù)迭代，得出沿葉高各個(gè)截面的幾何參數(shù)和氣動(dòng)參數(shù)，以及沿動(dòng)葉葉高加功量的拋物線分配情況，最后

4、用Design3D程序進(jìn)行擬合分析了三維葉片模型。本文根據(jù)設(shè)計(jì)出來(lái)的模型，通過(guò)商業(yè)軟件NUMECA進(jìn)行全三維數(shù)值模擬，研究分析了動(dòng)葉柵的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷性能，以及其非設(shè)計(jì)工況下的工作特性。模擬結(jié)果表明設(shè)計(jì)出的動(dòng)葉柵具有較高的等熵效率和良好的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)。非工況下的計(jì)算結(jié)果表明該動(dòng)葉柵的穩(wěn)定工作范圍較寬，可以很好的滿足設(shè)計(jì)要求。本文最后通過(guò)研究靜葉柵不同幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)的數(shù)值計(jì)算結(jié)果，分析了靜葉柵不同葉柵稠度和不同徑向間隙對(duì)氣動(dòng)性能和流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的影響