斜流叶轮轴向蜗壳内流匹配分析

斜流风机采用轴向入口方式的蜗壳设计使机构更紧凑.考虑蜗壳与斜流叶轮整体匹配设计中内流增效减损机制,按照气体自由流动轨迹设计蜗壳型线;通过内流匹配分析,比较了流叶轮对称和不对称两种轴向蜗壳入口方式,不对称蜗壳静压分布较好;单向涡流束取代了对称蜗壳中的双向涡流,从而避免了由于双向涡流引起的中间层的分离,减少了耗散损失,提高了外特性性能.在此基础上设计了几种轴向非对称蜗壳,比较了小直径轴向内蜗壳斜流风机采用无叶扩压器和有叶扩压器两种配置方案的内流场.指出了斜流叶轮设置导向叶片扩压器有利于提高风机性能,因此在斜流风机中推荐使用叶片扩压器.     

后置蜗壳斜流风机整机数值模拟

使用商业软件Numeca的Fine／Turbo模块，对包含斜流叶轮与蜗壳一体的斜流风机进行整机计算。对一斜流风机在设计转速下不同工况点进行了数值模拟，并与试验结果进行了比较，吻合较好。通过特定截面的不同流动图谱，证实了蜗壳、叶轮相互作用引起的整机流场的不对称性。研究结果表明，叶轮内部叶顶间隙区二次流动和叶轮与蜗壳相互作用引起的涡系是影响斜流风机效率的主要原因。     

《流体工程》1990年1—12期目录索引

期页期页n﹄39QUn自八」n一nl ..几2舀.几j.几,人,几,几4n山n山39 4347的54562 2 2 2 20山气垫阀的计算机模拟及实验验证无润滑式空气压缩机排气量计算提高气阀使用寿命的途径·车装压缩机的发展动向风机前倾角45。离心压气机叶轮设计探讨斜流叶轮子午面参数的计算空调用表面换热器的评价方法及对国产 设备的评价冰蓄热空调设备的发展高大厂房的采暖系统与节能排风罩空气动力特性的研究暖通空调设备和管道保温新方法SM系列新型电动执行器非平行壁径向无叶扩压器的设计原则离心风机蜗壳流场的试验研究离心风机叶轮旋转扩压器的设计与实脸一…     

双蜗壳式双吸离心泵流动特性的数值研究

为了研究双蜗壳式双吸离心泵内部的流动特性,采用雷诺时均方法和SSTk-ω湍流模型,对双蜗壳式双吸泵进行了不同工况下三维湍流数值模拟。将性能预测的结果与试验数据进行比较,证明了计算方法的可行性。重点分析了叶轮和双蜗壳内的速度和压力分布,计算结果表明双蜗壳可有效降低水泵运行作用在叶轮上的径向力,增强转子的运行稳定性。但是,在双蜗壳隔板外侧的流动区域内也发现了不同于普通蜗壳的回流区,使得压水室出口附近区域流动特性变差,这有待于今后通过水力设计优化对双蜗壳结构进行改进。     

含分流叶片的离心压缩机级的数值分析

对含分流叶片的离心压缩机级进行了三维数值试验.重点分析了叶轮、扩压器和蜗壳部件中的流动特征,另外,数值计算的结果表明:离心叶轮分流叶片的位置、扩压器宽度,以及蜗壳型式等方面的不同选择都会对压缩机的性能造成一定的影响.最后对数值计算的精度进行了分析说明.     

氯气压缩机的高效设计方法及数值模拟结果分析

针对某企业年产7万吨的氯气压缩机,进行了基于叶轮表面速度最优分布的三元离心叶轮、扩压器、蜗壳设计及CFD叶轮内部流动分析,得出了设计方法可靠等3点结论。     

不同宽度无叶扩压器与半开式离心叶轮匹配特性数值模拟

考虑到扩压器与叶轮的匹配特性,本文对不同宽度扩压器的半开式离心叶轮流道的性能与流动结构进行了分析。通过数值建模与全工况的性能计算,对比了数值计算性能与实验性能,验证了数值方法的可靠性。在此基础上,调整扩压器宽度,发现适当减小扩压器宽度可以使叶轮出口流动趋向均匀,进而抑制扩压器盖侧回流,改善整个流道的性能;尤其是在小流量工况下,可以有效提高离心叶轮流道的效率和压比。同时发现,不同宽度扩压器对叶轮叶顶泄漏流有一定的影响,进而影响叶轮的性能。     

斜流泵轴向推力的数值计算

对斜流泵叶轮内部流动进行了数值解析 ,翼面和轮毂表面的压力分布 ,数值计算开放型斜流泵的轴向推力 ,所得结果与试验值对比基本吻合     

高转速大小叶片斜流叶轮数值模拟

用数值模拟方法对高压比大小叶片斜流式叶轮内部全三维有粘流场进行了详细分析,获得该压缩机的特性曲线和主要参数分布。计算结果表明,设计点达到设计要求值,斜流叶轮内部流动正常,满足性能要求,叶轮的小叶片在气流通道后部还有一定的改进余地。     

单级跨音速离心压缩机叶片扩压器和不同蜗壳形式耦合的内部流动数值研究

对单级跨音速离心压缩机具有对称和非对称两种形式的圆形截面蜗壳的内部流动进行数值研究, 分析蜗壳内部流动以及蜗壳与扩压器相互作用所导致的流动现象和不同工况条件下蜗壳进口周向流动的不均匀性以及两种蜗壳布置形式下各部件的流动损失.计算结果表明:在设计流量下和大流量下,对称蜗壳的蜗舌附近叶片扩压器通道中出现了回流,发生位置都在叶片扩压器叶片凸面;偏心蜗壳仅在大流量时出现回流现象,蜗舌附近区域内部流动情况略好于对称蜗壳.在非设计流量下,静止部件内部损失均大于设计流量,其中在大流量下尤为明显:扩压器内部损失在静止部件总损失中均占到80%以上,蜗壳内部损失小于20%;小流量下叶片扩压器内部损失所占比例小于大流量工况.     

离心压缩机末级最佳D_4/D_2值的数值研究

考虑到离心压缩机末级各通流元件之间的相互影响,将末级叶轮、无叶扩压器和排气蜗壳组合一起对扩压器出口直径与叶轮直径的比值D4/D2进行研究,通过对不同D4/D2条件下的整级模型进行数值模拟,研究扩压器流道长短对整级性能的影响,对离心压缩机末级流场及D4/D2值变化与离心压缩机整级性能的变化关系进行了详细的对比分析.研究结果表明,D4/D2值的变化对末级整级性能有较大的影响,并存在一个使级效率为最大值的最佳D4/D2值,D4/D2过大或过小都将使整级效率下降.     

离心压缩机排气蜗壳内部流动分析与优化

利用计算流体动力学专业软件NUMECA对某离心压缩机末级流场(包括闭式叶轮、无叶扩压器、排气蜗壳)进行三维粘性流动的数值计算分析.以计算结果为依据,对等宽变高式排气蜗壳进行了优化设计,末级效率提高约4.5%.将改进方法用于另一台压缩机组的末级排气蜗壳,末级效率同样提高4.5%,由此总结出"焊接式排气蜗壳气动设计规范",并将其应用于另一类典型的焊接式排气蜗壳--等高变宽式排气蜗壳的优化设计,末级效率提高约3%.大量的数值试验证明,所提出的设计方法具有很好的通用性,可以推广应用于所有的焊接式排气蜗壳设计.     

A novel clocking effect between inlet bend and volute in an automotive turbocharging system

Numerical methods were carried out on a turbocharger compressor with inlet bent pipe to research a novel clocking effect between the inlet bend and the volute. It was found that the clocking effect with 3.4 percent of variations (1.9 percentage points) in compressor efficiency positively exists at the research point near chock. The reason for the changed efficiency loss is that the inlet bend induces a serious distortion of approaching flow to impeller inlet on one hand, and the downstream volute causes a circumferentially non-uniform distribution of pressure in vaneless diffuser. By adjusting the clocking positions between inlet bend and volute, not only is the unsteadiness of the flow rate through single impeller channel changed, but the uniformity of the incoming flow at the vaneless diffuser inlet is modulated as well. It is the dominant reason for the novel clocking effect that the bad uniformity causes more flow loss in both diffuser and volute.

     

Exit flow measurements of a centrifugal pump impeller

Discharge flows from a centrifugal pump impeller with a specific speed of 150 [rpm, m³/min, m] were experimentally investigated. A large axisymmetric collector instead of a volute casing was installed to obtain circumferentially uniform flow, i.e. without interaction of the impeller and the volute. The unsteady flow was measured at the impeller exit and vaneless diffuser using a hot film probe and a pressure transducer. The flow at impeller exit showed pronounced jet-wake flow patterns. The wake, which was on the suction/hub side at high flow rate, became enlarged pitchwisely on both the hub and the shroud side as the flow rate decreases. The pitchwise non-uniformity of the flow rapidly decreased along the downstream and the nonuniformity almost disappeared at radius ratio of 1.18 for medium flow rate. The mean vaneless diffuser flow was reasonably predicted using a one dimensional analysis when an empirical constant was used to specify the skin friction coefficient. The data can be used for a centrifugal pump impeller design and validation of CFD codes and flow modeling.     

Experimental and numerical investigations of radial flow compressor component losses

This research numerically and experimentally investigates a small turbocharger radial flow compressor with a vane-less diffuser and volute. The geometry of the compressor is obtained via component scanning, through which a 3D model is prepared. The flow inside this model is numerically analyzed by using a Navier-Stokes solver with a shear-stress transport turbulence model. The characteristic curves of the compressor and the contributions of its components to total pressure drop are acquired by measuring the static and total pressures at different cross sections of the compressor. Numerical results are verified with the experimental test results. The model results exhibit good agreement with the experimental results. In particular, the results show that the losses related to the impeller are higher than those related to the stationary components at different conditions, with the former causing a decline of at least 15% in compressor isentropic efficiency. The contribution of stationary components to efficiency decrease is approximately 4.8% at maximum efficiency mass flow rate and is limited to 7.1%. At low mass flow rates, the contribution of the diffuser to efficiency decline is higher than that of the volute. This finding is reversed at high mass flow rates. The performances of the diffuser and the volute are also studied by exploring total pressure and static pressure recovery coefficients, as well as the net radial force on the impeller shaft under a wide operating range.     

高效风机的设计及CFX仿真分析

阐述了高效风机的结构形式,对影响风机效率的因素进行了分析,提出了高效风机的设计原则。并设计出风机的主要部件叶轮、蜗壳和集流器,在此基础上,基于CFD理论与标准的湍流模型,运用流体计算软件CFX,在不同工况下该风机叶轮蜗壳耦合流场进行了数值模拟研究。并对流场细节、风机全压和效率进行分析,结果表明：设计出的风机效率高、气体流动性好。     

一种多目标泵的设计与分析

介绍了某项目用泵的2个需求工况点,应用欧拉扬程公式计算单叶轮设计时的叶轮外径,并计算圆盘摩擦损失预估泵效率,初步分析表明单叶轮设计不仅效率极低,而且也无法满足2个设计目标。针对比开发了一种双叶轮双出口组合的新型结构型式,介绍了其工作原理。其中主要过流部件采用模型换算法,应用面积比法计算正导叶外接的首级叶轮蜗壳的第Ⅷ断面面积。根据模型试验数据换算得到该多目标泵的外特性曲线并用现代CFD技术进行了数值仿真。发现扬程—流量曲线的模型试验数据与仿真结果曲线一致,满足2个工况点的目标需求。与模型换算数据相比,数值仿真得到的数据最高效率点向大流量方向偏移,这是由于第一级蜗壳是以正导叶为基础采用面积比法设计、过流断面大导致的。     

特小比转数的后向离心通风机的研究与开发

针对一台比转数为9的前向通风机，保持风机设计参数和叶轮直径不变，改为后向通风机来提高性能。利用气动性能数值预估对叶轮和蜗壳的主要参数进行优化后，再对无叶扩压器的大小和叶轮与蜗壳的相对位置进行优化，减少摩擦损失，最终得到的后向通风机测试结果，全压和效率均提高了11％。