半開式離心葉輪小流量工況流動(dòng)特性數(shù)值研究.pdf

1、離心式壓縮機(jī)作為典型的能量轉(zhuǎn)換機(jī)械，廣泛應(yīng)用于各種氣體壓縮流程中。為了拓寬其穩(wěn)定運(yùn)行工況范圍，各種擴(kuò)穩(wěn)的手段與技術(shù)措施不斷提出，其中孔式機(jī)匣處理在某離心葉輪上的應(yīng)用，經(jīng)過性能試驗(yàn)和數(shù)值模擬，驗(yàn)證了擴(kuò)穩(wěn)技術(shù)的有效性。論文以該離心葉輪為研究對(duì)象，采用數(shù)值模擬手段對(duì)其內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了定常與非定常流動(dòng)的研究，以尋求其在小流量工況下發(fā)生非穩(wěn)定流動(dòng)的位置和氣動(dòng)參數(shù)變化規(guī)律，為孔式機(jī)匣處理技術(shù)的應(yīng)用提供依據(jù)。
　　為了驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算方法的可靠性，論

2、文對(duì)計(jì)算模型的網(wǎng)格劃分、計(jì)算殘差和空間離散格式分別進(jìn)行了討論，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)性能來驗(yàn)證計(jì)算方法的可靠性。進(jìn)而，對(duì)離心葉輪通道的葉輪與不同寬度無葉擴(kuò)壓器的匹配性能進(jìn)行分析，為離心壓縮機(jī)葉輪與擴(kuò)壓器匹配設(shè)計(jì)提供參考。運(yùn)用與實(shí)驗(yàn)一致的通道模型，進(jìn)行離心葉輪通道在設(shè)計(jì)工況和小流量工況下的數(shù)值模擬。對(duì)比單葉片通道與整周葉輪在設(shè)計(jì)工況和小流量工況下的性能和內(nèi)部流場(chǎng)細(xì)節(jié)，雖然二者在整體性能上差別不大，但是在葉頂附近處單通道與整周葉輪的流場(chǎng)有明顯差別。整

3、周葉輪的定常計(jì)算結(jié)果顯示出葉輪內(nèi)部的葉頂間隙泄漏流、葉頂間隙回流及葉片近葉頂周向位置的流場(chǎng)存在明顯的非周期性特征，在小流量工況下流場(chǎng)的空間非周期性特征大大增加。根據(jù)葉片通道的不均勻度分析，發(fā)現(xiàn)在相對(duì)葉片弦長(zhǎng)為0.4~0.6位置處的速度和壓力的不均勻度隨流量減少而增加，說明該位置處可能首先發(fā)生流動(dòng)失穩(wěn)。借助周向進(jìn)口總壓畸變分析，在小流量工況下離心葉輪內(nèi)流場(chǎng)受畸變的影響更明顯，且流場(chǎng)內(nèi)部受影響區(qū)域與進(jìn)口總壓畸變所在通道位置密切相關(guān)。