離心葉輪內部流動特征與性能的數(shù)值研究.pdf

1、離心壓縮機在許多領域都起著非常重要的作用,運行時消耗大量的能源,分析離心壓縮機內部流場的流動特性,改進結構,提高效率,是研究離心壓縮機的主要課題。隨著計算機技術的發(fā)展,數(shù)值模擬成為分析離心壓縮機內部流動的重要手段之一。
　　 本文對一葉輪直徑為0.4m,機器馬赫數(shù)為0.86的離心壓縮機進行了數(shù)值模擬和分析。采用綜合手段完成了離心壓縮機整級的幾何建模和網(wǎng)格劃分,與其它建模方式比較,本文方法可以快速建立模型幾何結構、生成高質量網(wǎng)格。

2、在此基礎上計算了從喘振到阻塞流量的全量程工況,給出了離心壓縮機級的多變效率曲線和能量頭系數(shù)曲線。由性能曲線得出,當流量系數(shù)為0.12047時,多變效率達到最高值,為86.74％。
　　 分別對三種典型工況下的離心壓縮機內部流場進行了流動特性分析,小流量工況、設計工況和大流量工況對應的流量系數(shù)分別為0.1045、0.1205和0.1460。結果發(fā)現(xiàn),不同工況下,隨著流量的增加,葉輪和擴壓器部分的流動變差；由盤側至蓋側,離心壓縮機內

3、部流動逐漸變得紊亂。在回流器內部,大流量工況下的流動相比小流量工況和設計點工況具有更小的分離區(qū)。各流動區(qū)域的靜壓等值線圖的變化趨勢與速度矢量圖相一致。在各運行工況下,葉輪蓋側均存在一低壓區(qū),而在彎道的蓋側和回流器的盤側則有一高壓區(qū),這兩個區(qū)域內的流動可能引起離心壓縮機明顯的能量損失。
　　 分析對比了擴壓器與彎道以及回流器部分的損失,由損失百分比曲線得出,在小流量區(qū)域,隨著流量的增加流動損失逐漸減小,在設計工況附近流動損失達到最