CO2壓縮機級臨界點附近壓縮特性的數(shù)值研究.pdf

1、目前,在汽車空調(diào)、熱泵熱水器、石油化工等行業(yè)中,二氧化碳壓縮機得到了越來越多的關(guān)注與應(yīng)用。在大化肥行業(yè),由于合成尿素的需要,二氧化碳需要被壓縮到超臨界壓力來參與反應(yīng)。以往的壓縮機大都采用容積式,壓縮過程不涉及流動過程。而在大容量離心壓縮系統(tǒng)中,是通過葉輪高速旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)加壓過程。在高壓段的后幾級壓縮中,就會經(jīng)歷跨臨界的壓縮過程。在壓力不太高、溫度不太低的情況下,通常采用理想氣體模型進(jìn)行葉輪機械性能分析,而在臨界點附近時,則必須考慮二氧化碳實

2、際物性。因此在考慮二氧化碳物性的基礎(chǔ)上,細(xì)致研究離心壓縮機級內(nèi)流動對提高二氧化碳離心式壓縮機整機性能非常有必要。
　　本文首先細(xì)致的分析了應(yīng)用不同湍流模型以及不同的工質(zhì)(空氣、二氧化碳)壓縮過程的性能,確定了適宜的湍流模型;然后同時比較了不同工質(zhì)的特性情況;然后使用了軟件內(nèi)置的多種物性定義方式來計算了二氧化碳在各個工況下的外特性,對整級以及單葉輪模型進(jìn)行了計算與性能預(yù)測。本文通過靠近臨界點的不同工況情況的比較來反應(yīng)臨界點對該處性能

3、的影響,同時利用參數(shù)化分析,來一一分析了各個入口條件(壓力、溫度、流動角度、流量)的變化情況給性能與流動情況帶來的影響,并細(xì)致的分析了三維流場特征,發(fā)現(xiàn)在臨界點附近壓縮因子等物性參數(shù)變化劇烈,在臨界點附近實際物性與理想物性下的結(jié)果有著巨大的差異,實際物性得出結(jié)果更符合理論與實際。最后,本文基于實際物性,對該模型及物性進(jìn)行了分析,通過不同的流量情況來給出內(nèi)部失速與堵塞工況的嚴(yán)重程度,通過分析多變指數(shù)與效率導(dǎo)出實際物性下的多變功及效率計算公