滑移系數(shù)的粘性修正及離心風(fēng)機出口流場的實驗研究.pdf

1、上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要滑移系數(shù)的粘性修正及離心風(fēng)機葉輪出口流場的實驗研究摘要滑移系數(shù)是離心葉輪設(shè)計中占有重要地位，是確定離心葉輪各級基本尺寸和實際級工作參數(shù)的決定性參數(shù)。論文在分析了離心葉輪流道內(nèi)粘性流體的流動特征與葉輪出口流場分布規(guī)律的基礎(chǔ)上，利用射流一尾流模型和流體流動有效中弧線的假設(shè)，借鑒Seno。等人在修正滑移系數(shù)預(yù)測公式時采用的一些思想方法，論證了葉片出口邊厚度、葉輪流道內(nèi)的堵塞效應(yīng)、有效中弧線偏移效應(yīng)以及壁面摩擦阻力效

2、應(yīng)對滑移系數(shù)的影響機理，并對上述影響提出更合理的修正方法，給出了“考慮粘性影響的滑移系數(shù)修正公式”。通過與以往風(fēng)機試驗數(shù)據(jù)及本次工作的實驗數(shù)據(jù)比較，此修正公式提高了設(shè)計點附近滑移系數(shù)的預(yù)測精度，對非設(shè)計點滑移系數(shù)的預(yù)測上也有了明顯的改善。在此基礎(chǔ)上，論文還編制了“滑移系數(shù)計算程序”，使用戶可以通過界面自由選擇包括“考慮粘性影響的滑移系數(shù)修正公式”在內(nèi)的11個常用公式對滑移系數(shù)進行預(yù)測計算，大大方便了使用。廠在通過離心風(fēng)機實驗臺實驗驗證“

3、考慮粘性影響的滑移系數(shù)修正公式”的過程中，作者還專門推導(dǎo)出通過風(fēng)機特性曲線求解滑移系數(shù)的方法。這樣，只需要測出風(fēng)機的特性曲線，就可計算出對應(yīng)的滑移系數(shù)實驗值。由于一般風(fēng)機實驗后都以特性曲線的形式給出實驗結(jié)果，這一方法可以充分利用己有的實驗數(shù)據(jù)來驗證滑移系數(shù)值，大大拓寬了數(shù)據(jù)來源，提高了實驗數(shù)據(jù)的利用率。論文還采用這種算法編制了“變工況滑移系數(shù)實驗值計算程序”.此程序可以進行單點輸入計算和數(shù)據(jù)文件輸入批量計算，并能以曲線和報表的形式給出計

4、算結(jié)果。離心葉輪出口流場的流動狀況對整個風(fēng)機的性能影響很大。在流體粘性，流道的彎曲、旋轉(zhuǎn)等因素的影響下，其出口流場又非常復(fù)雜，具有非定常的固有屬性。研究離心葉輪出口流場的流動規(guī)律和非定常流動機理，可進一步加深對葉輪機械內(nèi)部流動物理現(xiàn)象的認識，從而為改進設(shè)計提供依據(jù)。為此，論文利用非接觸式的PIV光學(xué)測量技術(shù)測量了離心風(fēng)機葉輪出口流場的流動情況，獲得了大量記錄葉輪出口瞬時流場的速度矢量圖、流線圖、渦線圖以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件，為葉輪出口流場的

5、非定常分析提供了大量的數(shù)據(jù)源。上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要SLIPFACTORSVISCOUSCORRECTIONEXPERIMENTALSTUDYONFLOWFIELDATIMPELLERSEXITOFCENTRIFUGALFANABSTRACTSlipfactorisessentialforthedesignofcentrifugalimpelleranditsacrucialfactortodeterminetobasicdime

6、nsionandrunningparameterofeachstage.OnthebasisofanalysiswithviscousgassflowingcharacterincentrifugalimpellersflowpathandflowfieldsdistributionlawatimpellersexitaccordinglotsofexpertsespeciallySenoosthoughtwayabouthowtofi

7、ndabeterslipfactorequationandusingjetwakemodelandthehypothesisofeffectivecamberlinethethesisconsidersthatflowpassageblockagevariationofeffectivecamberlineandfrictionforceontheinnerwallaremaincauseswhicheffectslipfactorth

8、enfindsomenewmodificatorymethodexpressthoseeffectsandgiveacorrectedequation.Thethesisalsoprogramsthisequationusercanselectsanyequationtocalculateslipfactorin11availablecommonequationsincludingthecorrectedequationthrought

9、hisprogramsinterfacesoitsveryeasytouseTovalidatethecorrectedequationauthordoesanexperimentonalowspeedcentrifugalfan.Thereforeauthorfindamethodtocalculateslipfactorfromfansperformancecurvesimplifyingtheprocedureofexperime

10、nt.Becausewealwaysuseperformancecurvetodescribeexperimentresultthismethodcanuseamassofexisteddatatovalidateslipfactor.Thethesisalsogivessoftwaretocalculateslipfactorfromperformancecurve.Thissoftwaresupportssinglepointand

11、multipointfromdatafilecalculatingandcanusetheformatofcurveandreporttoshowtheresult.TherealflowinsideaTurbomachinerypassageisalwaysunsteady.Studyingtheflowmechanismoftheunsteadyflowindetailcanmakeusunderstandmoreaboutflow