小流量離心壓縮機流場分析及結(jié)構(gòu)改進研究.pdf

1、針對化石能源過度開采所帶來的能源短缺與環(huán)境破壞問題，國家《十三五規(guī)劃綱要》提出要深入推進能源革命，著力推動能源生產(chǎn)利用方式變革，優(yōu)化能源供給結(jié)構(gòu)，建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系。目前生物質(zhì)能已成為僅次于煤炭、石油、天然氣的第四大能源，生物質(zhì)發(fā)電將在能源結(jié)構(gòu)中占有更加重要的比例。分布式供電領(lǐng)域中生物質(zhì)微型發(fā)電站功率較低，離心壓縮機的流量需求小。目前布雷頓循環(huán)中的發(fā)電機轉(zhuǎn)速受到限制，離心壓縮機是和發(fā)電機同軸的，因此轉(zhuǎn)速也受到限制。本文

2、要求的離心壓縮機轉(zhuǎn)速為30000r/min，壓比要達到3，同時要在該工況下滿足小流量的要求，以相似理論方法設(shè)計該壓縮機難以從現(xiàn)有離心壓縮機資源中找到符合要求的原型，從原始開始進行三維設(shè)計不但耗時巨大且可靠性有待試驗檢驗，針對這一問題，本文基于現(xiàn)有某離心壓縮機開展了對小流量離心壓縮機的流場分析及結(jié)構(gòu)改進的研究工作，論文主要內(nèi)容包括：
　　(1)對本文研究中所采用的基于FLUENT平臺的數(shù)值計算方法進行了介紹，并以此方法對某公司提供的

3、離心壓縮機進行全三維數(shù)值模擬計算，將數(shù)值計算結(jié)果和實驗數(shù)據(jù)進行對比分析，驗證該數(shù)值方法的可靠性。
　　(2)在已有離心壓縮機的基礎(chǔ)上，開展了離心壓縮機葉輪的設(shè)計研究工作，將離心壓縮機的葉輪設(shè)計分兩部分進行：首先針對導風輪部分，為減小導風輪入口處的沖擊損失，提出了一種根據(jù)流量、轉(zhuǎn)速條件設(shè)計導風輪型線的方法，使得流體流動與導風輪引流幾何造型保持一致，并對不同流量條件下設(shè)計的導風輪匹配相同的擴壓器、蝸殼，進行CFD全流域數(shù)值計算，對各型

4、進行流場分析最終確定出最佳導風輪。接著提出了一種葉輪葉片設(shè)計方法，針對葉輪葉片的構(gòu)造過程，以提高離心壓縮機壓比作為考核指標，對比了不同葉片出口角時的壓比，并進行流場分析，最終擇優(yōu)確定出滿足要求的葉輪葉片出口角度。
　　(3)為了提高壓比、降低流量對子午面形狀進行了改型研究，針對離心壓縮機的葉輪進行了改進，從而使得離心壓縮機降低流量滿足要求。同時，提出了一種分流葉片的截取方法，并就不同大小的分流葉片對離心壓縮機性能的影響進行了分析，