單級離心壓氣機內(nèi)部流動分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、離心式壓氣機具有單級壓比高、重量輕、制造簡單的特點，廣泛應(yīng)用于小流量條件下的燃氣輪機和增壓設(shè)備中。離心壓氣機在能源、冶金、航天和化工等行業(yè)中舉足輕重，設(shè)計出高效、高壓比、流量范圍寬的離心壓氣機具有很大的實際意義。本文首先用CFturbo離心葉輪專用設(shè)計軟件自行設(shè)計了一個離心葉輪，設(shè)計準則采用軟件內(nèi)置函數(shù)；之后用ANSYS CFX對該離心葉輪進行了三維穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬，詳細的分析了離心葉輪復(fù)雜內(nèi)流場的特征；最后在此基礎(chǔ)上對葉輪的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化并

2、對擴壓器進行匹配研究。
　　本文的主要研究工作如下：
　　1、大量閱讀國內(nèi)外相關(guān)文獻，了解離心壓氣機的主要結(jié)構(gòu)及其作用；在熟悉研究背景的基礎(chǔ)上總結(jié)前人的研究成果，對實驗研究和數(shù)值研究的發(fā)展情況做了一定量的闡述。
　　2、測試某大型離心風機的性能并與單通道數(shù)值模擬的結(jié)果作對比，驗證數(shù)值模擬的可靠性。
　　3、對100％、90％、80％、70％轉(zhuǎn)速下的離心壓氣機進行數(shù)值模擬,得出不同流量工況下的特性曲線。針對額定轉(zhuǎn)速

3、下設(shè)計點的內(nèi)部流動進行分析，包括對內(nèi)部二次流的生成機理，發(fā)展過程和空間位置進行研究。在二次流基礎(chǔ)上研究射流尾跡結(jié)構(gòu)的生成原因以及射流尾跡和二次流的相互作用關(guān)系。最后考察不同流量工況下內(nèi)部射流尾跡結(jié)構(gòu)。
　　4、對離心壓氣機的葉輪參數(shù)進行優(yōu)化，主要包括葉頂間隙的研究、葉片前緣形狀的研究以及葉片前緣葉根角和葉尖角的研究。
　　5、對離心葉輪進行擴壓器的匹配，首先用 CFturbo軟件按照內(nèi)置函數(shù)和設(shè)計標準進行設(shè)計。針對擴壓器入口