高壓比離心壓氣機低稠度擴壓器的設(shè)計.pdf

1、葉輪和擴壓器是離心壓氣機最重要的兩個部件,葉輪和擴壓器設(shè)計水平的優(yōu)劣直接影響離心壓氣機的性能指標(biāo)。對現(xiàn)在的設(shè)計來說,葉輪的設(shè)計水平已經(jīng)比較成熟,很難再有進一步的提高,在這種背景下,如何設(shè)計出既能提高效率又能保證有較寬廣的運行范圍的擴壓器是當(dāng)前研究的熱點問題。
　　本文根據(jù)某離心壓氣機的實體模型,借助建模軟件UG提取葉輪和擴壓器數(shù)據(jù),通過減少擴壓器葉片數(shù)的方法設(shè)計了四種不同稠度擴壓器,在網(wǎng)格軟件Turbogrid中建立計算模型并劃分

2、網(wǎng)格后,利用流體分析軟件CFX對四種稠度的擴壓器進行內(nèi)部流場的模擬,對其不同轉(zhuǎn)速下的變工況性能進行了數(shù)值模擬計算,得出四種擴壓器的壓比流量和效率流量特性曲線以及各擴壓器流場流動各參數(shù)的分布云圖,著重討論了稠度對擴壓器的擴壓能力、穩(wěn)定工作范圍和效率的影響,分析了擴壓器內(nèi)部的流動,形成渦流以及流場主要損失的原因,其中包括滯止損失、分離回流等。無論是在高工況還是低工況工作的情況下,低稠度擴壓器的工作范圍都要比葉片擴壓器的工作范圍寬廣,喘振邊界

3、明顯比葉片擴壓器的喘振邊界更靠左。在小流量接近喘振線附近,四種稠度的擴壓器在各個工況的效率相差不大,都在88％左右,但是兩種低稠度擴壓器的等熵效率隨著流量的增加效率線下降得比較緩慢,尤其是稠度是0.49的擴壓器在工作范圍內(nèi)的效率遠(yuǎn)大于其他三種擴壓器。
　　基于原葉型模擬計算流場流動存在不足的基礎(chǔ)上,本文利用CFXBladeGen造型軟件重新設(shè)計了葉片形狀,并對兩種低稠度擴壓器進行了數(shù)值模擬。將改變?nèi)~型前后得到壓比流量和效率流量特性