級(jí)間中冷對(duì)二級(jí)增壓系統(tǒng)中高壓級(jí)壓氣機(jī)性能的影響.pdf

1、級(jí)間中冷不僅改變了高壓級(jí)壓氣機(jī)的進(jìn)氣狀態(tài)，影響了高壓級(jí)壓氣機(jī)的性能，而且對(duì)整個(gè)二級(jí)增壓系統(tǒng)的工作效率都產(chǎn)生很大影響。因此，研究級(jí)間中冷對(duì)高壓級(jí)壓氣機(jī)性能影響具有深刻的理論意義和實(shí)際意義，其為探索高壓比和超高壓比二級(jí)增壓系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　本文以高壓級(jí)壓氣機(jī)葉輪和蝸殼為研究對(duì)象，采用CFD方法對(duì)其建立計(jì)算模型，并結(jié)合一方程湍流模型，運(yùn)用有限體積法對(duì)N-S方程進(jìn)行離散求解；完成計(jì)算模型的建立后，

2、本文對(duì)其網(wǎng)格無(wú)關(guān)解進(jìn)行驗(yàn)證，排除了網(wǎng)格數(shù)量對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響；最后進(jìn)行了計(jì)算模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通過(guò)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，認(rèn)為計(jì)算模型以及設(shè)置是正確合理的。
　　在此基礎(chǔ)上，對(duì)高壓級(jí)壓氣機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行分析，分別研究了葉輪和蝸殼內(nèi)部流動(dòng)情況。通過(guò)對(duì)葉輪中不同葉高的Blade-to-Blade截面以及輪轂、輪緣面上的流速分布和靜壓分布進(jìn)行研究，總結(jié)了葉輪內(nèi)部流道流動(dòng)特點(diǎn)及損失產(chǎn)生機(jī)理；從蝸殼內(nèi)部的橫向截面和周向截面兩方面入手分別對(duì)其速度、靜壓

3、、渦量以及總壓恢復(fù)系數(shù)進(jìn)行研究，分析了蝸殼內(nèi)部的流速與壓力的分布，以及蝸殼內(nèi)部損失分布情況。
　　通過(guò)改變不同進(jìn)氣狀態(tài)探索級(jí)間中冷對(duì)高壓級(jí)壓氣機(jī)性能的影響。主要從以下幾個(gè)方面入手：級(jí)間中冷對(duì)高壓級(jí)壓氣機(jī)特性曲線(xiàn)的影響、級(jí)間中冷對(duì)葉輪出口熵分布的影響、級(jí)間中冷對(duì)葉輪出口截面效率的影響、級(jí)間中冷對(duì)蝸殼內(nèi)部環(huán)量分布的影響、級(jí)間中冷對(duì)蝸殼內(nèi)部總壓損失分布的影響。其中，不同進(jìn)氣狀態(tài)包括：不同葉輪轉(zhuǎn)速（50000[Rev min^-1]、90

4、000[Rev min^-1]、110000[Rev min^-1]）、不同進(jìn)氣總溫（333[K]、343[K]、353[K]、363[K]、373[K]、393[K]、423[K]）以及不同進(jìn)氣總壓（150kPa、180kPa、200kPa、220kPa、250kPa、300kPa）。
　　結(jié)果表明：隨著葉輪轉(zhuǎn)速的增加，高壓級(jí)壓氣機(jī)的壓比增大，流量增大，性能曲線(xiàn)變陡；隨著進(jìn)氣總壓的增加，高壓級(jí)壓氣機(jī)的壓比增大，其等熵效率曲線(xiàn)向大