高溫熱泵離心葉輪流場數值模擬及其幾何結構優(yōu)化分析.pdf

1、當前，節(jié)能問題已是關系到人類生存發(fā)展的重大問題，越來越多的人們認識到它的重要性。以工業(yè)余熱為低位熱源的水/水離心式高溫熱泵的開發(fā)，對于我國北方城市區(qū)域供熱及其他用熱領域具有十分重要的意義。離心式壓縮機作為離心壓縮式熱泵的核心部件，其運行效率，工況范圍和安全性能都直接影響著整個機組的性能。葉輪是離心壓縮機中最重要的、也是結構最為復雜的部件，實現(xiàn)將主軸機械能向氣體壓力能的轉化。數值計算方法不僅可以獲得豐富的流場細節(jié)，還可以方便地進行各種理想

2、狀態(tài)的數值實驗，在比較廣泛的參數范圍內進行研究，從而大大節(jié)省研究費用，縮短研究周期。因此，采用正確的方法對葉輪機械流場特性進行數值分析來優(yōu)化離心式壓縮機性能具有重要的意義。
　　本文以R123為工質，以現(xiàn)有離心葉輪為研究對象，在系統(tǒng)地綜述離心式壓縮機數值模擬國內外進展的基礎上，首先詳細推導了葉輪機械流場的流動控制方程，歸納了葉輪流場數值模擬所用的湍流模型。
　　其次，確定高溫熱泵系統(tǒng)離心壓縮機葉輪的幾何外形和運行工況，采用C

3、FD商用軟件CFX對單通道葉輪流場進行數值模擬，對設計工況下和變流量工況下葉輪部分的特性曲線，以及葉片的子午面和單通道葉高中截面上的速度分布特性、葉輪流場內二次流和葉片出口尾跡等問題進行了模擬分析。
　　最后，本文在原有葉輪幾何外形基礎上進行修改，對不同葉片數目的流場進行數值計算，詳細分析了葉片數目變化時，葉輪流場內部主要參數的變化規(guī)律，以及葉片數目保持不變時，流量變化的特性曲線。同時，對不同葉片數的特性曲線進行比較分析。此外，還