离心压缩机叶轮S2流面正反命题的研究

分别对流线曲率法正反两类命题进行了研究.正问题中,利用背掠式带分流叶片离心压缩机叶轮算例,计算出子午面流场,对该叶轮进行了性能分析.在反问题中,根据给定设计点参数,设计出了一背掠式叶轮.鉴于气体涡分布的重要性,讨论了不同类型分布对叶轮性能的影响,得出后加载型分布适合离心压缩机叶轮的结论.     

机载蒸汽压缩系统中离心叶轮的性能模拟及其研究

针对机载蒸汽压缩系统离心叶轮的性能进行了研究,并通过改变其主要参数得到不同的叶轮,对它们进行了数值模拟。结果表明:适当提高转速可以提高叶轮的压比,获得较高的等熵效率;利用大尺寸低转速离心压缩机理论的叶片数经验公式计算的叶片数不适合此类离心叶轮,实际叶片数目要比经验公式计算出来的小一些;叶片出口角度设计在60°以上时,叶轮具有较高的等熵效率;中间加载规律相比其它加载规律所生成的叶轮具有较大的压比和效率,喘振裕度大,喘振流量小,流场速度分布均匀,有很高的流通和做功能力,是理想的加载规律。研究的方法和结果对高转速机载蒸汽压缩机有一定的参考价值。     

基于三维反问题设计理论之不同载荷的离心压缩机性能研究

使用基于三维反问题设计理论的TURBOdesign Suite软件设计出两款相同工况、不同叶片载荷的离心压缩机叶片。并通过ANSYS CFX软件对两款设计的叶片进行流场仿真，研究不同形式的叶片载荷加载对离心压缩机叶片工况点和非工况点的影响。通过流场分析，对比不同载荷下离心压缩机叶片的二次流损耗、前缘激波损耗以及三维流线。研究结果发现，当叶片载荷为“轮毂层及中间层后加载，轮盖层前加载”形式时，该设计拥有更好的二次流抑制效果及更高的设计点效率，同时性能曲线上高流量点的效率也有明显提升。     

叶轮叶片载荷对离心压缩机级性能影响的数值研究

采用准三元软件设计了前加载、均匀加载和后加载叶轮,利用数值模拟方法研究了不同加载方式对效率、压比等性能参数的影响。计算表明对于中等流量系数模型级,均匀加载时效率最高;前加载时性能曲线向大流量方向移动;后加载时向小流量方向移动。计算了不同载荷因子对气动性能的影响,为模型级开发提供了参考指导。     

小流量高压比组装式离心压缩机的研制

通过理论分析和数值模拟研究方法,对组装式离心压缩机级条件下的内部流动和流动机理进行研究,通过对流动结构的分析,进行了离心式压缩机通流部件的设计。论文研究对离心式压缩机性能的提升和设计具有很好的理论和工程应用参考价值。同时对组装式离心压缩机转子进行了临界转速分析,并对整机的装置结构进行了规划。研究的对象是SVK16-5S组装式离心压缩机结构为五段、五级,每级由叶轮、扩压器和蜗壳等组成。其中前四级采用高效后弯的三元半开叶轮,第五级叶轮为闭式叶轮。     

叶轮损失模型对离心压缩机性能预测的影响

针对目前离心压缩机损失模型的差异性,在总结离心压缩机叶轮损失模型的基础上,提出在计算各截面参数时采用多变系数替换绝热指数的方法.并利用MATLAB编写程序计算压缩机在不同流量和不同转速下的压比和效率.通过和单级离心压缩机性能实验数值比较,分析叶轮损失模型对压缩机性能的影响,得出了采用简化的叶轮损失模型对压缩机效率影响较大而对压比影响较小的结论.     

第二届中国国际风机学术会议 中国·成都 2015年9月14～16日

<正>会议特邀专家比利时Von Karman研究所叶轮机械和推进技术荣誉教授美国机械工程师协会成员,日本燃气轮机学会国际委员会成员,退休前一直任国际航空科学委员会秘书长,ASME叶轮机械期刊编委。研究方向:叶轮机械气动的实验和数值模拟研究、压缩机反设计方法和优化方法、为3D压缩机和汽轮机用反方法和模拟技术设计软件系统、离心压缩机和泵的流动的流体动力和稳定性、压缩机和离心泵的蜗壳内流动。报告题目:1.叶轮机械设计体系的进步和挑战;2.蜗壳与叶轮交互作用对流动和损失预估的影响。     

控制加载规律下的离心压缩机叶轮设计方法及数值计算

运用控制加载规律的方法对离心压缩机叶轮回转面上的叶片型线进行设计,并且与采用Bezier曲线构造法设计的叶轮子午面轮廓相结合,确定出叶片型线的三维空间坐标.并对3种组合加载规律叶轮进行了数值模拟,得出了结论.     

第二届中国国际风机学术会议

<正>中国·成都2015年9月14~16日会议特邀专家比利时Von Karman研究所叶轮机械和推进技术荣誉教授美国机械工程师协会成员,日本燃气轮机学会国际委员会成员,退休前一直任国际航空科学委员会秘书长,ASME叶轮机械期刊编委。研究方向:叶轮机械气动的实验和数值模拟研究、压缩机反设计方法和优化方法、为3D压缩机和汽轮机用反方法和模拟技术设计软件系统、离心压缩机和泵的流动的流体动力和稳定性、压缩机和离心泵的蜗壳内流动。报告题目:1叶轮机械设计体系的进步和挑战;2.蜗壳与叶轮交互作用对流动和损失预估的影响。     

离心压缩机叶轮加载规律的数值研究

在非正交曲线坐标系下,运用基于同位网格技术的二维不可压SIMPLEC算法,对4种典型加载规律（前加载、后加载、中间加载和均匀加载）下,离心叶轮流道内的湍流流场进行了数值模拟,得到出口落后角和滑移系数,并以此为依据分析了各种加载规律的加功性能,得出了中间加载和均匀加载规律优于其它加载规律,适合用于离心压缩机叶轮的结论。     

高温热泵离心叶轮变叶片数时流场特性分析

离心式压缩机作为高温热泵系统中的关键部件其运行效率、工况范围和安全性能都直接影响着整个机组的性能,而离心式压缩机叶轮叶片的数目是影响离心式压缩机效率的关键参数.目前离心式压缩机叶片数目的确定主要根据经验公式,同一叶轮取不同数目的叶片对叶轮内部流场的影响缺乏定量的分析.对高温热泵离心机取不同叶片数目时的单通道流场进行了数值模拟,分析变叶片数时叶轮内部吸力面分离区和分离点变化特性、二次流损失变化规律,优化叶轮叶片数目,为合理设计离心式压缩机叶轮叶片数提供理论依据.     

叶片前缘载荷分布对大流量系数离心压缩机叶轮性能的影响

本文主要针对大流量系数模型级的叶轮叶片载荷分布进行研究,通过改变叶片前缘载荷(叶片0~20%无量纲中弧线长)分布来设计不同形式叶轮,并进行了数值模拟分析,通过对流场的分析和性能曲线的对比,研究叶片前缘载荷对叶轮性能的影响,研究发现不同的载荷分布形式使得压缩机的性能曲线也有不同程度的左右偏移,叶轮内部流场也有较大差别,分析结果可为大流量系数模型级叶轮结构的优化设计与性能提高提供理论依据,同时为大流量系数压缩机的开发提供参考。     

混合制冷剂参数对离心压缩性能的影响研究

采用编程计算与数值模拟对比分析的方法对多元混合制冷剂离心压缩机压缩性能进行了研究;建立了离心压缩机叶轮损失模型并利用MATLAB编程计算不同混合制冷剂重组分配比和不同进口温度下离心叶轮压比及多变效率;通过ANSYS-CFX基于SST湍流模型对相同工况下离心叶轮内部流场及压缩性能进行分析.结果 表明:数值模拟性能参数变化趋势与编程计算所得结果基本一致,叶轮多变效率随进口温度升高而呈现先升高后降低的趋势;混合制冷剂中重组分的增加会使压缩过程压比升高,叶轮损失减小,叶轮多变效率升高;研究结果可为混合制冷剂离心压缩过程进口参数的优化设计提供理论参考.     

基于环量分布的离心叶轮S2流面设计与优化

采用准三维气动设计方法,用Bezier曲线表示环量沿轮毂和轮盘的流向分布,子午面环量分布由拉普拉斯方程确定,设计了3种不同负荷分布的离心式叶轮。采用CFD模拟,对比叶轮内流动和气动性能的优劣,结果表明:均匀加载型式的叶轮性能优于前加载或后加载的叶轮,最优设计的叶轮负荷分布是"两端小,中间大"。通过Laplace方程和Bezier多项式控制环量可以达到灵活控制叶片载荷的目的。     

离心压缩机叶轮分流叶片对性能的影响

某离心压缩机三元流叶轮由于在入口处无加工空间,因此改为带有分流叶片的叶轮。为了验证改造后的叶轮是否满足设计参数以及和原始叶轮的异同,采用了数值方法对原始叶轮和改造后的叶轮进行了数值分析。结果表明,两种均满足设计要求,并且改造后的叶轮性能要好于原始叶轮。这是由于原始叶轮在入口处的相对马赫数较大,因此所引起的摩擦损失也略大。     

实际气体对CO_2离心压缩机CFD模拟的影响

气体的可压缩性对大型尿素装置及天然气开采中的高压二氧化碳压缩机的设计具有非常重要的影响。本文应用基于SW的CO_2实际气体状态方程,研究压缩性系数对压缩机级阻塞域以及流动损失的影响。研究结果表明:在近临界点处,阻塞域会随着压缩性系数的减小而减小。随着流量增大,实际气体算例率先在回流器进口处出现阻塞,导致能量损失过大。在相同的进口流量系数下,理想气体介质与实际气体介质在叶轮流道内流动基本相似,不同位置处,速度分布各不相同;相同质量流量下,由于密度不同使得体积流量互不相同,这对准确预测流动损失造成了很大的影响。对比0.5倍叶高处叶片两侧静压分布,发现沿着气流方向,实际气体模型静压分布更均匀,与设计工况相符。在离心压缩机选型设计过程中,前一级回流器出口参数对后一级叶轮选型会产生较大的影响。本文通过提取设计条件下两种不同介质算例回流器出口处体积流量,对比发现理想气体工况较实际气体偏高,这对后一级通流部件选型造成很大影响。     

高速小尺寸离心压缩机级内非定常流动的数值研究

采用非线性谐波法在设计点及近失速点,对应用于环保曝气装置的高速小尺寸离心压缩机级内流动,进行了非定常流动数值模拟,获得了该离心压缩机流道内的非定常流场结构,重点分析了流道中的损失结构及分布、二次流形式以及叶轮叶顶泄漏流动。研究结果表明:设计点小尺寸离心压缩机级内非定常效应不太强烈,而近失速点流道内的损失明显高于设计点,流道内的非定常效应也要强于设计点,同时,非线性谐波法可有效地模拟动/静非定常干涉。     

小迷宫密封间隙对离心制冷压缩机性能的影响

为探讨小迷宫密封间隙设计条件下离心制冷压缩机性能变化规律,以离心制冷压缩机为研究对象,通过CFD方法对压缩机叶轮和迷宫密封内的流动进行模拟.研究结果表明:迷宫密封内的流体压力近似呈阶梯状降低;在叶轮入口流量相同时,随密封间隙增大,泄漏量和泄漏损失系数在小流量工况下增大的幅度较大;在同一密封间隙下,随着压缩机叶轮入口流量...     

机载离心式制冷压缩机叶轮级流动仿真研究

离心式制冷压缩机对机载蒸汽压缩制冷系统有重要影响;大流量离心制冷压缩机的运行效率远大于小流量压缩机效率,针对现有的双级小流量离心制冷压缩机,通过实验测试和CFD仿真,对制冷剂R134a在泵式叶轮内的流动进行了分析。结果表明:在所测试参数条件下,叶轮进口靠近压力面处的制冷工质出现明显的二次流现象,气体流动出现盖面分离,叶轮内部损失较大;改变叶轮叶片出口安装角可提高效率及压比;针对不同叶轮叶片数的仿真计算对比,可确定在所设计模型中最佳叶片数。     

叶轮结构对离心风机流动特性及性能影响的研究现状

通过回顾近年来国内外对叶轮性能的研究现状,结合叶轮结构形式及参数对离心风机不同方面的影响,得出离心风机叶轮内的损失主要是叶道内沿程摩擦损失,叶片上边界层分离,叶轮径向出口速度分布不均匀引起的尾迹流,轴向涡流,叶道进口冲击损失等。并指出今后的研究应以试验研究与采用CFD相结合的方法,在风机设计时考虑上述影响因素,从而降低叶轮内损失,提高离心风机性能。