小流量離心壓縮機(jī)流場(chǎng)分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)研究.pdf

1、針對(duì)化石能源過(guò)度開(kāi)采所帶來(lái)的能源短缺與環(huán)境破壞問(wèn)題，國(guó)家《十三五規(guī)劃綱要》提出要深入推進(jìn)能源革命，著力推動(dòng)能源生產(chǎn)利用方式變革，優(yōu)化能源供給結(jié)構(gòu)，建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系。目前生物質(zhì)能已成為僅次于煤炭、石油、天然氣的第四大能源，生物質(zhì)發(fā)電將在能源結(jié)構(gòu)中占有更加重要的比例。分布式供電領(lǐng)域中生物質(zhì)微型發(fā)電站功率較低，離心壓縮機(jī)的流量需求小。目前布雷頓循環(huán)中的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速受到限制，離心壓縮機(jī)是和發(fā)電機(jī)同軸的，因此轉(zhuǎn)速也受到限制。本文

2、要求的離心壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為30000r/min，壓比要達(dá)到3，同時(shí)要在該工況下滿(mǎn)足小流量的要求，以相似理論方法設(shè)計(jì)該壓縮機(jī)難以從現(xiàn)有離心壓縮機(jī)資源中找到符合要求的原型，從原始開(kāi)始進(jìn)行三維設(shè)計(jì)不但耗時(shí)巨大且可靠性有待試驗(yàn)檢驗(yàn)，針對(duì)這一問(wèn)題，本文基于現(xiàn)有某離心壓縮機(jī)開(kāi)展了對(duì)小流量離心壓縮機(jī)的流場(chǎng)分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)的研究工作，論文主要內(nèi)容包括：
　　(1)對(duì)本文研究中所采用的基于FLUENT平臺(tái)的數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行了介紹，并以此方法對(duì)某公司提供的

3、離心壓縮機(jī)進(jìn)行全三維數(shù)值模擬計(jì)算，將數(shù)值計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證該數(shù)值方法的可靠性。
　　(2)在已有離心壓縮機(jī)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了離心壓縮機(jī)葉輪的設(shè)計(jì)研究工作，將離心壓縮機(jī)的葉輪設(shè)計(jì)分兩部分進(jìn)行：首先針對(duì)導(dǎo)風(fēng)輪部分，為減小導(dǎo)風(fēng)輪入口處的沖擊損失，提出了一種根據(jù)流量、轉(zhuǎn)速條件設(shè)計(jì)導(dǎo)風(fēng)輪型線的方法，使得流體流動(dòng)與導(dǎo)風(fēng)輪引流幾何造型保持一致，并對(duì)不同流量條件下設(shè)計(jì)的導(dǎo)風(fēng)輪匹配相同的擴(kuò)壓器、蝸殼，進(jìn)行CFD全流域數(shù)值計(jì)算，對(duì)各型

4、進(jìn)行流場(chǎng)分析最終確定出最佳導(dǎo)風(fēng)輪。接著提出了一種葉輪葉片設(shè)計(jì)方法，針對(duì)葉輪葉片的構(gòu)造過(guò)程，以提高離心壓縮機(jī)壓比作為考核指標(biāo)，對(duì)比了不同葉片出口角時(shí)的壓比，并進(jìn)行流場(chǎng)分析，最終擇優(yōu)確定出滿(mǎn)足要求的葉輪葉片出口角度。
　　(3)為了提高壓比、降低流量對(duì)子午面形狀進(jìn)行了改型研究，針對(duì)離心壓縮機(jī)的葉輪進(jìn)行了改進(jìn)，從而使得離心壓縮機(jī)降低流量滿(mǎn)足要求。同時(shí)，提出了一種分流葉片的截取方法，并就不同大小的分流葉片對(duì)離心壓縮機(jī)性能的影響進(jìn)行了分析，