微型燃?xì)廨啓C(jī)向心透平氣動(dòng)性能的數(shù)值研究.pdf

1、微型燃?xì)廨啓C(jī)具有高效、可靠、結(jié)構(gòu)緊湊及排放低等優(yōu)點(diǎn),在能源動(dòng)力及軍事工業(yè)中占有十分重要的地位,微型燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)和應(yīng)用是目前的重點(diǎn)研究課題.本文研究了微型燃?xì)廨啓C(jī)關(guān)鍵部件向心透平的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),編寫(xiě)了向心透平葉輪、噴嘴環(huán)和進(jìn)氣蝸殼的設(shè)計(jì)計(jì)算程序.在利用Pro/Engineer、ICEM-CFD、STAR-CD等軟件的基礎(chǔ)上建立了一個(gè)向心透平內(nèi)部三維流場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算分析平臺(tái),對(duì)WD095型向心透平的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算與分析.計(jì)算結(jié)果表明靜止

2、部件設(shè)計(jì)相當(dāng)成功,改進(jìn)設(shè)計(jì)的空間很小;轉(zhuǎn)動(dòng)部件葉輪從總體上來(lái)說(shuō)設(shè)計(jì)比較成功,但存在著一定的改進(jìn)設(shè)計(jì)的空間.針對(duì)流動(dòng)分析過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,本文對(duì)WD095型向心透平結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了探索.通過(guò)三個(gè)算例初步探討了蝸殼幾何尺寸對(duì)于向心透平性能的影響;利用數(shù)值實(shí)驗(yàn)的方法研究了噴嘴環(huán)葉片出口角度與向心透平質(zhì)量流量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系;在葉輪設(shè)計(jì)中重點(diǎn)研究了葉片拋物面指數(shù)t對(duì)向心透平性能的影響,通過(guò)優(yōu)化指數(shù)t改善了葉輪中的流動(dòng),使向心透平的效率提高了2

3、.18個(gè)百分點(diǎn);對(duì)于原始設(shè)計(jì)方案流動(dòng)分析結(jié)果表明,短葉片的設(shè)計(jì)對(duì)于葉輪內(nèi)部的流動(dòng)有著比較重要的影響,本文針對(duì)流場(chǎng)中的問(wèn)題提出了一種不同的設(shè)計(jì)方法,進(jìn)一步減小了葉輪中的流動(dòng)損失.本文通過(guò)各種措施的改進(jìn),最終使向心透平的效率在原方案基礎(chǔ)上提高了2.6個(gè)百分點(diǎn).本文的研究工作歸納出了向心透平優(yōu)化設(shè)計(jì)的一些指導(dǎo)性結(jié)論,本文所建立的向心透平氣動(dòng)設(shè)計(jì)與流動(dòng)數(shù)值分析平臺(tái)為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一個(gè)實(shí)用而有力的工具,該平臺(tái)可以大大的縮短設(shè)計(jì)周期,節(jié)約設(shè)計(jì)成