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的發(fā)展，運用CFD技術進行數(shù)值模擬能有效的縮短設計研發(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用。本文運用CFD技術對所選用的離心壓縮機模型級進行了數(shù)值模擬，應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

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，并對其進行結構網(wǎng)格劃分，分別將不同網(wǎng)格密度和湍流模型的數(shù)值計算結果與實驗結果進行對比，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)定性的分析結果，對葉片擴壓