离心叶轮机械内部非定常流动的数值计算 第一部分 带无叶扩压器的离心通风机

基于CFX软件平台,对带无叶扩压器离心叶轮机械内部的非定常流动进行了数值计算分析研究.结果表明:无叶扩压器内部流动的计算值与实验值相吻合.通过数值计算还可以获得离心叶轮机械内部流动不容易测量区域和气动参数的数据,可为离心叶轮机械的优化设计提供有益的参考.     

无叶扩压器对离心压缩机流场及性能影响的数值研究

采用自编的CFD程序数值研究了无叶扩压器对离心压缩机流场及气动性能的影响.采用当地时间步长、多重网格以及隐式参差光顺等技术来加速收敛,以质量流量来代替出口静压的出口边界条件,使出口静压在计算过程中与给定的流量工况自动匹配,大大节省了计算时间.对Krain叶轮后带等面积与直壁两种形式的无叶扩压器离心压缩机内部流场进行了计算与分析,结果表明:直壁型无叶扩压器离心压缩机的效率低于等面积无叶扩压器离心压缩机的效率;直壁型无叶扩压器使得叶轮出口的流动出现分离;扩压器的形式对离心叶轮的整体气动性能影响并不大;在进行离心叶轮数值研究时,叶轮后的延伸区最好采用等面积无叶扩压器,以尽量减小无叶扩压器所引起的计算误差.     

离心叶轮与径向扩压器非定常干涉效应研究

本文以某离心压气机为研究对象,开展非定常数值模拟,深入探索离心叶轮和径向扩压器之间的非定常干涉效应,以及产生的周向流场畸变在径向扩压器和回流器内的传播特征。研究表明：径向扩压器对离心叶轮的影响主要体现在势作用上,扩压器的势干扰使得叶轮出口静压发生周期性变化,进而引起叶轮后部负荷等也产生周期性变化;在离心叶轮的作用下,扩压器进口气流角分布呈现较强的非定常性,影响范围覆盖了整个扩压器通道;径向扩压器流场中的畸变区域,沿周向朝压气机转动相反的方向旋转。     

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。     

采用叶片扩压器时单级离心叶轮内流分析

对采用滑移网格技术计算得到的,带有叶片扩压器的单级高速离心压缩机,非定常流动计算结果的叶轮内流进行分析,研究了叶片扩压器的存在对叶轮内流的影响。     

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.     

半开式离心叶轮与扩压器间流动模态提取与分析

考虑到半开式离心叶轮叶顶间隙流动对离心压缩机流动稳定性的影响,本文采用动态模式分解的方法对比了离心叶轮和无叶扩压器分别在设计工况和近失速工况下的流动结构及其频率信息。结果表明:叶轮出口附近的叶顶间隙流动对无叶扩压器中流动有显著影响,无叶扩压器中出现了和叶顶泄漏流流动相关的涡结构。随着流量的减小,叶顶间隙流动进一步影响无叶扩压器内部流动,涡结构频率变高,径向直径减小并向动静交界面移动,同时靠近盘侧的流场出现不稳定流动趋势。     

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。     

压气机叶栅大攻角分离涡特性分析

叶轮机械叶栅通道内部包含复杂的具有非定常流动特征的涡系结构.这里应用数值仿真手段分析了压气机直列叶栅的非定常流动特性,对二维直列叶栅流场非定常涡系进行了数值模拟分析,捕捉到了分离涡的产生、脱落与耗散过程,分析了其对叶栅性能潜在的影响效应,计算结果合理地反映了叶栅流场非定常紊流流动特征.     

时序效应对离心压缩机叶片非定常气动负荷影响

针对国内某大型企业不同机组离心压缩机叶轮叶片进行非定常流动数值分析,通过求解三维瞬态N-S方程组,得到流场分布和叶片表面的静压载荷信息。利用数值实验方法获得离心压缩机不同时序位置叶轮叶片表面动载荷的变化,并通过傅里叶变换得到叶轮叶片表面动载荷的分布特性,进而分析不同时序位置叶轮叶片表面气动负荷的差异。数值计算表明,时序效应对离心压缩机流道内流动以及叶轮叶片的非定常气动负荷存在不可忽略的影响,且合适的时序位置具有改进压缩机级性能的潜能。动载荷是压缩机叶轮叶片结构发生疲劳破坏的诱因,且不同机组离心压缩机中的时序效应对气动载荷的影响具有一致性。     

离心式电机转子精车夹具

针对原转子车夹具存在的问题,设计了一种新型转子精车夹具,文中主要介绍了该种离心式转子精车夹具的结构及特点.     

低比转速化工离心泵的可靠性预测

在化工离心泵设计过程中对泵的性能和可靠度进行预测有利于保证泵在运行过程中的可靠性。为给离心泵的可靠性设计提供一种分析手段,以一台低比转速离心泵为对象,给出该泵的设计参数和结构、对水力性能进行数值预测和性能测试。将离心泵看作一个由各部件组成的串联系统,在相关经验或试验数据基础上结合模型泵的特点,分析单元可靠度进而得到零件的失效率,最终通过系统的可靠度计算得出离心泵的可靠度。该设计和分析方法相对于传统的机械设计方法更有利与提高泵的可靠性。     

离心通风机的设计

本文介绍了离心通风机设计方案的选择,分析了离心通风机设计的关键技术,从而为离心通风机的设计奠定了重要的基础。     

一种新型过滤装置——高速离心式油液净化设备

现在飞机大量采用高精度液压伺服系统,因此,液压系统污染控制越来越重要.如何高效快速地滤除油液中的污染物, 直接关系到飞机作战效能的发挥.高速离心式油液净化设备利用离心原理滤除油液中的污染物,具有净化速度快,精度高,纳污容积大等优点.     

离心鼓风机和离心压缩机的性能预测

以NASA TN D-6729/7487研究报告为基础,对11个离心鼓风机及离心压缩机的模型级算例进行了性能预测并与实测数据对比分析,给出了叶片或无叶扩压器级相适用的损失模型.     

一次成功的高炉鼓风机增产节能改造

介绍了一台高炉鼓风机的改造经验，为钢铁企业对现有旧设备进行挖潜和增产节能改造提供了借鉴。     

离心泵改磁力泵的实践

介绍了苯进料泵(离心泵)改造为磁力泵的过程.在改造过程中,试验介质为水.通过对不同的磁材料及同种材料不同的磁块长度进行试验,选用具有合适磁力矩及较小涡流损失的钕铁硼为磁转子材料、磁块长70mm,隔离套的材质为钛合金、厚度为1.0mm,叶轮轴心孔扩为Φ15mm,叶轮后盖板车薄2mm,使泵的运转正常,效率提高.并提出了磁力泵改造或选用时在磁力泵传动器、隔离套和循环冷却等方面应注意的问题.     

离心通风机变型设计新方法

根据理论分析和通过试验考核的数值模拟,建立的离心通风机变型设计新方法可克服传统风机变型设计的缺点.     

离心风机现代设计方法研究

提出一种新的离心风机现代设计方法,它包括３部分内容：①以现有的工程设计为基础;②利用正在发展的技术来进行离心风机气动力优化设计;③用现场性能试验进行考核。其中,关键和难点是三维粘性流场数值模拟。按此方法研制出多种样机,气动和噪声性能均有明显提高,证实这种方法是正确的。