高壓比離心壓氣機(jī)低稠度擴(kuò)壓器的設(shè)計(jì).pdf

1、葉輪和擴(kuò)壓器是離心壓氣機(jī)最重要的兩個(gè)部件,葉輪和擴(kuò)壓器設(shè)計(jì)水平的優(yōu)劣直接影響離心壓氣機(jī)的性能指標(biāo)。對現(xiàn)在的設(shè)計(jì)來說,葉輪的設(shè)計(jì)水平已經(jīng)比較成熟,很難再有進(jìn)一步的提高,在這種背景下,如何設(shè)計(jì)出既能提高效率又能保證有較寬廣的運(yùn)行范圍的擴(kuò)壓器是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題。
　　本文根據(jù)某離心壓氣機(jī)的實(shí)體模型,借助建模軟件UG提取葉輪和擴(kuò)壓器數(shù)據(jù),通過減少擴(kuò)壓器葉片數(shù)的方法設(shè)計(jì)了四種不同稠度擴(kuò)壓器,在網(wǎng)格軟件Turbogrid中建立計(jì)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(kuò)壓器進(jìn)行內(nèi)部流場的模擬,對其不同轉(zhuǎn)速下的變工況性能進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算,得出四種擴(kuò)壓器的壓比流量和效率流量特性曲線以及各擴(kuò)壓器流場流動各參數(shù)的分布云圖,著重討論了稠度對擴(kuò)壓器的擴(kuò)壓能力、穩(wěn)定工作范圍和效率的影響,分析了擴(kuò)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(kuò)壓器的工作范圍都要比葉片擴(kuò)壓器的工作范圍寬廣,喘振邊界

3、明顯比葉片擴(kuò)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(kuò)壓器在各個(gè)工況的效率相差不大,都在88％左右,但是兩種低稠度擴(kuò)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(kuò)壓器在工作范圍內(nèi)的效率遠(yuǎn)大于其他三種擴(kuò)壓器。
　　基于原葉型模擬計(jì)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(jì)了葉片形狀,并對兩種低稠度擴(kuò)壓器進(jìn)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