基于能量梯度理論的離心壓縮機固定元件性能改進研究.pdf

1、離心壓縮機運行耗能巨大，提高離心壓縮機的性能，可以充分利用有限能源，提高經(jīng)濟效益。目前國內(nèi)外學(xué)者，對離心壓縮機的性能改進進行了較多研究，但是流動失穩(wěn)和效率問題還有待于進一步解決。近20年以來，隨著計算流體動力學(xué)的發(fā)展，運用CFD技術(shù)進行數(shù)值模擬能有效的縮短設(shè)計研發(fā)周期，并能節(jié)省大量的實驗費用，現(xiàn)已得到了很廣泛的應(yīng)用。本文運用CFD技術(shù)對所選用的離心壓縮機模型級進行了數(shù)值模擬，應(yīng)用能量梯度理論進行了穩(wěn)定性分析，并且根據(jù)能量梯度理論的分析結(jié)

2、果，針對性地對離心壓縮機模型級的固定元件(包括擴壓器和回流器)提出了改進措施，對能量梯度理論在離心壓縮機內(nèi)部穩(wěn)定性分析以及性能優(yōu)化方面做了一些探索性工作。
　　本文具體工作內(nèi)容包括：運用能量梯度理論對離心壓縮機模型級的內(nèi)部流動進行了穩(wěn)定性分析；根據(jù)能量梯度理論對擴壓器內(nèi)部穩(wěn)定性分析的結(jié)果，針對性地提出葉片擴壓器性能改進措施；同樣運用能量梯度理論對回流器內(nèi)部流動進行了分析，提出了改進回流器子午型線的措施。首先利用三維繪圖軟件對離心壓

3、縮機模型級葉輪、葉片擴壓器和回流器進行幾何建模，獲得離心壓縮機模型級各部分的計算域，并對其進行結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，分別將不同網(wǎng)格密度和湍流模型的數(shù)值計算結(jié)果與實驗結(jié)果進行對比，選擇合適的網(wǎng)格密度和湍流模型，然后通過數(shù)值計算獲得離心壓縮機模型級的全流場參數(shù)，在流量系數(shù)φ=0.12--0.168流量范圍內(nèi)，離心壓縮機模型級的多變效率和壓比的預(yù)測曲線與實驗獲得的曲線吻合較好，然后根據(jù)能量梯度理論對離心壓縮機模型級內(nèi)部流動穩(wěn)定性的分析結(jié)果，對葉片擴壓