帶幾何節(jié)流閥的離心壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)失速的數(shù)值研究.pdf

1、離心壓縮機(jī)的工作范圍在大流量時(shí)受流動(dòng)堵塞的限制，而在小流量下則受到旋轉(zhuǎn)失速等非穩(wěn)定流動(dòng)的限制。旋轉(zhuǎn)失速的存在不僅阻礙了離心壓縮機(jī)性能的提高，而且失速進(jìn)一步發(fā)展會(huì)對(duì)機(jī)組造成嚴(yán)重的危害，因此有必要對(duì)失速流動(dòng)的機(jī)制進(jìn)行分析研究。近年來(lái)，CFD技術(shù)得到了快速的發(fā)展，采用商業(yè)軟件CFD對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值求解已經(jīng)越來(lái)越多。數(shù)值模擬方法不僅能夠容易地獲得壓縮機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的各種參數(shù)，而且結(jié)果非常準(zhǔn)確。本文采用數(shù)值模擬的方法對(duì)離心壓縮機(jī)內(nèi)部的流場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)的研究

2、，在壓縮機(jī)出口處采用幾何節(jié)流閥模型。主要工作如下：
　　首先，采用UG軟件對(duì)離心壓縮機(jī)的幾何模型進(jìn)行構(gòu)造，采用不同的網(wǎng)格劃分軟件對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的網(wǎng)格劃分。
　　其次，對(duì)網(wǎng)格的無(wú)關(guān)性進(jìn)行測(cè)試，找到能夠得出準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)果的最少網(wǎng)格數(shù)目。在數(shù)值計(jì)算的前處理中，對(duì)動(dòng)網(wǎng)格進(jìn)行定義，并在計(jì)算過(guò)程中通過(guò)改變動(dòng)網(wǎng)格參數(shù)來(lái)獲得不同的出口流量。
　　然后，對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行定常的全場(chǎng)網(wǎng)格數(shù)值模擬，得到大流量下的整機(jī)性能曲線和部件性能曲線，并對(duì)不同流

3、量下流動(dòng)的性質(zhì)進(jìn)行了分析。然后對(duì)流場(chǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，包括設(shè)計(jì)工況下壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)的介紹、大小流量工況下流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的改變。并且對(duì)葉輪的二次流、擴(kuò)壓器的射流尾跡結(jié)構(gòu)以及蝸殼截面上的漩渦流動(dòng)現(xiàn)象作了初步解釋。
　　最后，采用非定常計(jì)算的方法對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行了全流場(chǎng)的數(shù)值模擬，得到了從大流量到小流量下的整機(jī)性能曲線和部件性能曲線，并進(jìn)行了分析。采用頻譜分析，得到了不同部件的失速頻率。在最后進(jìn)行的流場(chǎng)分析中，對(duì)設(shè)計(jì)工況、近失速工況以及失速工況下的