渦輪增壓器渦輪軸向氣動力分析.pdf

1、在渦輪增壓器的應(yīng)用當(dāng)中，增壓減排是它的主要功效，而氣動軸向力大小的產(chǎn)生是影響整個渦輪增壓器工作效率及穩(wěn)定性的重要因素之一。經(jīng)大量文獻(xiàn)研究表明，氣動軸向力計(jì)算的準(zhǔn)確性是目前旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，其中，人們對軸承間隙，葉頂間隙的流動機(jī)理尚未完全認(rèn)清，而且目前大量的研究主要針對于低轉(zhuǎn)速的軸流式渦輪增壓器，高轉(zhuǎn)速徑流式渦輪增壓器卻少有研究，同時，對關(guān)于渦輪增壓器氣動軸向力公式方面的研究一直也是欠缺環(huán)節(jié)。就以上問題，本文研究主要目的是為了將數(shù)

2、值模擬的計(jì)算方法與實(shí)驗(yàn)值及傳統(tǒng)理論計(jì)算公式法做對比，探究了葉頂間隙處的網(wǎng)格精度是否影響流動特征，并且對有關(guān)葉頂間隙、密封環(huán)間隙等因素引起氣動損失的原因做詳細(xì)流動分析。
　　本文首先以應(yīng)用計(jì)算流體動力學(xué)軟件CFX，某柴油發(fā)動機(jī)渦輪增壓器渦輪端為研究對象，對其進(jìn)行了軸向力傳統(tǒng)理論計(jì)算與數(shù)值模擬計(jì)算。計(jì)算出不同發(fā)動機(jī)折合轉(zhuǎn)速下渦輪端轉(zhuǎn)子軸向力的大小，并與傳統(tǒng)計(jì)算方法進(jìn)行對比，通過求解雷諾納維斯托克斯方程，對窄縫間隙的流場分析，來探求是否

3、對渦輪增壓器氣動軸向力有影響，找出兩者之間差異的原因。研究結(jié)果表明:在網(wǎng)格無關(guān)性的研究發(fā)現(xiàn)，葉頂間隙的流動中，通過改變間隙展向、軸向、周向的網(wǎng)格精度對流場的分布特征幾乎沒有影響，因此，網(wǎng)格具有獨(dú)立性。隨著增壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增加，渦輪端軸向力合力越來越大，且兩種計(jì)算方法結(jié)果差異隨之減小，由最大值146.314N減至125.4N，減小了14.3％;研究密封環(huán)間隙、葉頂間隙對軸向力的影響，發(fā)現(xiàn)葉頂間隙對軸向力影響比密封環(huán)間隙小0.155～2.95