小流量离心压缩机级内流动的数值研究

用CFD手段对某小流量离心压缩机级流量系数进行了数值模拟,得出了叶轮内部流动的细节,考察了叶轮内部二次流沿流向的发展.并分析了叶轮内部流场特征的形成原因.结果表明:该压缩机叶轮的二次流沿流道发展是减弱的,并且对叶轮出口通流速度和出口气流角影响很大.     

小流量离心制冷压缩机级内流动的CFD分析

压缩机是蒸发循环制冷系统的核心部件,本研究采用FLUENT软件,调用真实气体模型并读取R134a物性参数,进行小流量离心式压缩机内部流动模拟分析,在一定程度上提升了模拟质量,并与试验进行对比,结果较为接近。分析表明:利用FLUENT软件进行小流量离心式制冷压缩机内部流动分析可行;所设计叶轮出口可能发生二次流现象;扩压器进口处流动不稳定,造成较大流动损失,且扩压器内部流动不均匀,最后给出相应优化意见。     

多级离心压缩机级间弯道与回流器内流动的数值研究

对某型多级离心压缩机的气动性能进行了CFD数值研究,计算方法基于Jameson格式,湍流模型选择BaldwinLomax模型.对弯道与回流器等多级压缩机级间的静止部件内的气动特点进行研究,旨在揭示气流经弯道与回流器后气动参数的变化特征.结果表明,不同位置的弯道对流动的影响是截然不同的.由于这些静止部件对流体的扰动,使次级动叶的进口来流工况点偏离设计值,易于造成对整机气动性能的下降.因此多级压缩机的动叶设计应对来流的不均匀性加以充分考虑.     

离心压缩机半开式叶轮与叶片扩压器级内流动的数值模拟

对由半开式叶轮和叶片扩压器组成的离心压缩机模型级内部的流动进行了数值模拟，分析了叶轮与叶片扩压器内部的流动情况及相互影响。结果表明，用半开式叶轮代替模拟级中的闭式三元叶轮后，流动情况严重恶化，级出口静压系数降低；与无叶扩压器相比，叶片扩压器使级出口压力系数升高。在相同叶轮出口速度下，叶片扩压器比无叶扩压器中气流速度下降迅速，叶轮出口处平均流场趋于均匀。     

离心压缩机叶轮内三维粘性流动的数值计算

采用指数插值方法来生成离心叶轮内部复杂流道的三维贴体网格。在流场计算中运用有限解析法对叶轮机械内部流场的统一方程进行离散。通过采用交错网格系统实现各计算点压力值的紧密相关,并用SIMPLER算法进行求解,采用改进的jacobi线迭代法求解代数方程组,实现了对离心叶轮内部复杂流场的数值模拟,以某实际离心叶轮为例,将数值计算结果与其测量值相比,两者吻合较好,表明了该数值求解方法的有效性。     

涡旋压缩机非定常流动的三维数值模拟

针对涡旋压缩机工作过程中运动部件公转平动的运动方式使得工作腔内流场难以测试的问题,提出了带有移动边界、啮合间隙和封闭工作腔的涡旋压缩机非定常流动的三维数值计算方法。以齿头双圆弧修正型线为例,建立了三维几何模型。解决了带有啮合点的动边界在动网格中容易出现的负体积问题以及排气口遮挡问题,实现了三维数值模拟。得到了任意曲轴转角下的各工作腔内各截面的气体流动的压力和速度的动态分布规律,揭示了增压过程中腔内流动状态的变化机理。模拟结果表明:压力在各工作腔分布均匀,最大与最小压力之差不超过5%。沿着涡旋齿型线齿尾到齿头,内外侧的压差逐渐增大。速度分布不均匀,单个工作腔内最大最小速度之差可达到180m/s。径向泄漏沿啮合线呈对称分布,速度呈跳跃式分布,最大泄漏速度为200m/s,切向泄漏最大泄漏速度可达450m/s。     

多级离心压缩机级间影响的数值研究

本文采用数值方法对一个三级离心压缩机的级间影响进行了研究,比较了按均匀进口计算单独级方法的该级的性能曲线和按多级连算条件下得到的该级的性能曲线,发现在设计流量下,两种计算方法得到的同一级的性能最为接近;小流量情况下,多级的级间影响会使下一级的级压比和效率有所提高;大流量情况下则会使下一级的级压比和效率降低。级间影响在大流量下的效应大于在小流量下的效应。     

压气机级内动静非定常干涉数值研究

采用非定常数值方法计算了某多级压气机的第七级原型和弯掠动叶级流场,分析了压气机级内动静叶的非定常干扰对静叶流动的影响及改型压气机的尾迹输运特性.数值研究结果表明:同原型相比,采用弯掠设计的动叶减弱了对于下游静叶的非定常干扰,有利于提高整级压气机的气动性能.     

离心压缩机级的设计与数值分析

用一元的方法对一离心压缩机的级进行了设计,并用CFD软件对设计结果作了三维流场数值模拟.分析了级中各部件的流动损失,重点研究了回流器的损失并对其做了改进.另外还对级中部分主要流动参数的等值线作了分析.     

离心压缩机级的数值试验及分析

在自行开发的离心压缩机建模参数化软件平台上，对含分流叶片的离心压缩机级进行了数值试验，给出了级的总性能曲线和叶轮出口流场分布等结果。结果表明：离心叶轮分流叶片的位置、叶片出口的形状、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明显的影响。     

离心压缩机径向吸气室内部流动的数值研究

对离心压缩机径向吸气室的内部流动进行了数值研究,分析了吸气室本身以及叶轮对其内流的影响,详细给出了吸气室内部的流动结构.结果表明吸气室内部的流动损失及其出口存在的流动畸变主要是由于气流在环形通道中产生的一系列旋涡造成的,叶轮的旋转进一步增加了吸气室内部损失和出口流动的不均匀性.计算结果为优化吸气室结构提供了一定的理论依据.     

分流叶片位置对离心压缩机级内部流动和性能影响的数值研究

运用数值求解叶轮机械内部三维粘性流场的方法,对工程上常用的某带分流叶片的离心压缩机叶轮及后接有叶扩压器的内部流动和性能进行数值研究。通过求解分流叶片处于不同周向位置和其前缘处于不同流向位置时级的流场,得到了对应的内部流场和压力、效率与流量的性能曲线。结合对级性能曲线和内部流场的详细分析,结果表明:分流叶片处于不同的周向位置和其前缘处于不同流向位置时对级的内部流场和性能曲线影响很大,分流叶片中间叶高处前缘位置位于50%左右和周向位置距长叶片吸力面一侧1/10栅距左右,级性能较佳。     

离心压缩机小流量级叶片扩压器的改进研究

采用数值模拟方法对某一离心压缩机小流量级内部全三维有粘流场进行了详细的分析,得到了内部各元件主要气动参数的分布情况.通过减小D4/D2值,减小叶栅稠度,增大当量扩张角等方法有效减小了叶片扩压器内的摩擦损失.数值计算结果表明,改进后计算模型多变效率提高约1.02％,效果显著.     

小流量系数离心压缩机级的泄漏及轮阻损失的数值研究

本文对小流量系数离心式压缩机叶轮轮盘和轮盖外侧间隙及迷宫密封结构进行数值研究,研究结果表明：由于两侧间隙内泄漏气体的流动规律不同,泄漏气体的流量在轮盖侧间隙内大于在轮盘侧间隙内。研究建立了计算泄漏量的经验公式,经验公式所采用的空腔F2因子取值范围为0.74～0.76,与Stepanoff等的研究结果非常接近。在考虑叶轮出口气体预旋对旋转圆盘扭矩系数的影响,建立了计算旋转叶轮外侧面的扭矩系数的经验公式,并在不同机器马赫数下验证了其可靠性与准确性。     

离心压缩机扩压器进口流动研究

以某制冷用离心压缩机模型级为研究对象,利用数值模拟的方法,对其扩压器进口真实模型进行了详细分析,考察其形状对间隙泄漏量与主流道流动的影响。建立了主流道与密封腔的真实模型,分析发现密封腔的存在对流动造成了很大影响,且扩压器进口形状对内部流动有一定扰动作用。在此基础上,进行了扩压器进口的改进设计。通过分析改进前后结果发现,减小扩压器进口面积能有效减小密封腔对主流道流动的影响,提高模型级效率与压比,但同时也会造成密封泄漏量的增加。     

高速泵内三维非定常动静干扰流动计算

利用三维Navier-Stokes方程和RNG湍流模型,并在转动部件与静止部件间采用滑移网格技术建立交互界面,对高速泵内多级动静干扰引起的三维非定常湍流进行了计算,得到了旋转叶轮与固定导叶间的流体的紊流特征。     

多级离心压缩机级内叶轮参数的优化

选取叶轮入噪上对速度最小为目标函数，采用外点惩罚函数法对叶轮结构参数进行优化，以使结构设计更加合理。     

离心压缩机蜗壳内部流动的研究

对不同工况整机条件下的离心压缩机蜗壳内流场进行了详细的数值研究,分析了变工况下蜗壳内流动情况以及蜗壳对扩压器内流动的影响,并得出了4点结论。     

高速离心压缩机旋转失速的全流场数值模拟

使用商业计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)计算软件CFX求解三维雷诺平均的Navier-Stokes方程组,结合出口气腔模型对某带无叶扩压器的离心压缩机的旋转失速现象进行数值模拟。为了准确地模拟小流量下的失速流动现象,在CFD计算中采用包括蜗壳在内的全场网格。首先使用定常计算得到该离心压缩机的稳态性能曲线,并和试验测量值进行比较。然后引入出口气腔模型,模拟离心压缩机内的旋转失速流动。在小流量下模拟得到离心压缩机内部流场的非定常流动现象。分析气腔模型不同参数对失速流动的影响,气腔体积越大,计算得到的失速频率越低。     

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.