離心壓縮機(jī)擴(kuò)壓器氣動(dòng)損失機(jī)理及動(dòng)靜干涉現(xiàn)象研究.pdf

1、離心壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于石化工業(yè)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)以及燃?xì)廨啓C(jī)中。由于石化工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大以及機(jī)械設(shè)備大型化和節(jié)能化的發(fā)展趨勢，大流量系數(shù)(流量系數(shù)超過0.15)離心壓縮機(jī)模型級的研究得到了廣大學(xué)者們的重視。目前國外生產(chǎn)的離心壓縮機(jī)模型級最大流量系數(shù)為0.24，而國內(nèi)流量系數(shù)為0.18以上的離心壓縮機(jī)模型級還處于空白。
　　大流量系數(shù)離心壓縮機(jī)模型級的主要特點(diǎn)是其葉輪出口寬度大，流場不均勻性高，進(jìn)而造成擴(kuò)壓器入口流動(dòng)的復(fù)雜程度較高，給擴(kuò)壓器的

2、氣動(dòng)設(shè)計(jì)造成極大的困難。
　　本文以設(shè)計(jì)流量系數(shù)為0.2的離心壓縮機(jī)模型級擴(kuò)壓器為目標(biāo)，針對該大流量系數(shù)離心葉輪出口流場的不均勻特性，采用數(shù)值分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，研究不同型式擴(kuò)壓器的氣動(dòng)損失機(jī)理和動(dòng)靜部件之間壓力脈動(dòng)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及來源。
　　本文研究內(nèi)容主要分為四個(gè)方面:
　　一、簡化間隙密封結(jié)構(gòu)時(shí)無葉擴(kuò)壓器模型級的定常模擬方案研究。首先對簡化間隙密封結(jié)構(gòu)時(shí)替代物面旋轉(zhuǎn)高度對整級性能預(yù)報(bào)的影響進(jìn)行分析。將分析

3、結(jié)果與考慮間隙密封結(jié)構(gòu)時(shí)的計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比，得出簡化間隙密封結(jié)構(gòu)時(shí)替代物面旋轉(zhuǎn)高度的合理取值范圍。其次對無葉擴(kuò)壓器模型級定常數(shù)值模擬中混合平面位置的影響進(jìn)行研究，對比非定常計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，引入畸變因子判斷混合平面位置取值的合理性。
　　二、不同徑向高度的旋轉(zhuǎn)無葉擴(kuò)壓器對葉輪出口流場中渦系結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律研究。通過與靜止無葉擴(kuò)壓器葉輪出口的渦系結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比，揭示其改善葉輪出口流場均勻性和提升整級性能的物理機(jī)理。
　　三

4、、不同擴(kuò)壓器型式包括單列葉片擴(kuò)壓器、半高葉片擴(kuò)壓器和串列葉片擴(kuò)壓器內(nèi)的渦系結(jié)構(gòu)和氣動(dòng)損失機(jī)理研究。揭示這三種型式葉片擴(kuò)壓器的流場特性，并對流量系數(shù)為0.2的離心壓縮機(jī)模型級原葉片擴(kuò)壓器的氣動(dòng)性能進(jìn)行改進(jìn)研究。
　　四、通過對0.109流量系數(shù)的離心壓縮機(jī)模型級單流道非定常數(shù)值計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比，驗(yàn)證了單流道非定常數(shù)值計(jì)算結(jié)果的可靠性。在此基礎(chǔ)上，對流量系數(shù)為0.2的模型級動(dòng)靜干涉現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)值研究，分析其壓力脈動(dòng)產(chǎn)生的原因以及