大型离心压缩机性能预测的混合建模方法研究

提出了一种核函数非线性偏最小二乘(PLS)与机理模型相结合的多级离心压缩机性能预测混合建模方法,用以预测离心压缩机的输出压比.通过分析大型离心压缩机多级压缩过程的机理,利用能最守恒关系,在压缩机各级气流损失计算和等熵效率定义的基础上建立了多级离心压缩机性能预测机理模型;利用核函数非线性PLS对机理模型的误差进行了修正.实验结果验证了该方法相比于机理模型的有效性,将其应用于实际生产过程中,取得了满意的效果.     

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.     

离心压缩机性能预测方法探讨

在总结目前离心压缩机性能预测方法的基础上，提出在计算压缩机损失模型和各截面参数时采用多变系数替换绝热指数的方法。利用MATLAB编写程序计算改进前和改进后的压比、效率和流量关系。通过和实验数值比较，得出了该方法的性能预测曲线与实验曲线吻合较好，更符合实际情况，从而验证了在计算压缩机损失模型和截面参数时采用多变系数法的可行性。     

跨音速轴流压缩机性能预测逐排模型研究

使用准一维逐排模型预测两台跨音速轴流压缩机的总性能,并与试验数据对比.结果表明:使用选定的参考攻角、损失和落后角模型的逐排模型,能够有效地预测轴流压缩机的总性能,计算结果与试验数据吻合较好.     

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.     

汽车空调用五缸摆盘压缩机的性能预测

通过分析汽车空调用五缸探盘压缩机的热力过程及摩擦损失,建立了利用计算机进行热力计算的数学模型,并用此模型对SD-507型摆盘压缩机在变转速条件下的性能作了预测,预测结果与在标准章热器试验台上实测的结果基本吻合。     

离心压缩机闭式叶轮轴向推力的计算方法研究

采用SA湍流模型对某离心压缩机的三维粘性流场进行了模拟。获得了该离心压缩机叶轮轮盘轮盖外侧的静压分布。采用实验对该离心压缩机叶轮轮盘轮盖外侧的静压分布进行了验证。在此基础上,提出了一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力的计算方法。该方法考虑了叶轮种类、叶轮转速、叶轮直径、介质种类等因素对轴向推力的影响。最后,对某离心压缩机的叶轮轴向推力进行试验并和该方法的计算结果进行对比,计算结果和实验结果吻合良好。     

压缩空气储能系统用多级离心压缩机进口导叶调节策略研究

压缩空气储能系统在储能过程中,储气装置内部压力不断升高,这要求压缩机在较大压比范围内工作。高效变工况是压缩空气储能系统中压缩机的核心要求,为实现这个设计目标需要采取合适的调节方式及其调节策略。可调进口导叶结构简单,可在工作过程中运行,并可利用伺服装置实现自动化,是目前压缩空气储能系统中压缩机最适合的调节方法之一。本文以压缩空气储能系统中某4级离心压缩机为研究对象,建立了一种适用于多级离心压缩机变工况调节的性能预测方法,采用数值模拟得出单级离心压缩机性能曲线,并编写级性能叠加程序获得整机性能曲线。利用最小二乘法将多级离心压缩机性能数据拟合为多项式函数,采用遗传算法建立了以等熵效率为优化目标,进口导叶开度为优化变量,整机出口压力或者流量为约束条件的可调进口导叶调节策略程序。     

空气压缩机模型级用于不同真实气体的气动性能研究

基于机器马赫数相等的相似变换准则,对不同真实气体工质同一离心压缩机模型级进行常温常压及高温高压下气动性能的数值研究。除了空气,选取的气体工质还包括二氧化碳和丙烯两个重介质以及一个轻介质甲烷。通过分析不同工质的物性和模型级气动性能变化规律,寻找影响不同工质模型级性能变化的主要因素。结果表明:在机器马赫数相等的条件下,工质远离临界区时,模型级内部流场受比热比影响较大,导致不同真实气体的级性能随比热比的变化而改变,流场内部流动损失及压力随比热比的增大而增大。当模型级进出口比热比变化较小时,比热比越大,级效率越低,压比越高,但能头系数变化较小;进出口比热比变化较大时,级性能变化比较大。     

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.     

Numerical simulation investigation on centrifugal compressor performance of turbocharger

In this paper, the mathematical model of the flow filed in centrifugal compressor of turbocharger was studied. Based on the theory of computational fluid dynamics (CFD), performance curves and parameter distributions of the compressor were obtained from the 3-D numerical simulation by using CFX. Meanwhile, the influences of grid number and distribution on compressor performance were investigated, and numerical calculation method was analyzed and validated, through combining with test data. The results obtained show the increase of the grid number has little influence on compressor performance while the grid number of single-passage is above 300,000. The results also show that the numerical calculation mass flow rate of compressor choke situation has a good consistent with test results, and the maximum difference of the diffuser exit pressure between simulation and experiment decrease to 3.5% with the assumption of 6 kPa additional total pressure loss at compressor inlet. The numerical simulation method in this paper can be used to predict compressor performance, and the difference of total pressure ratio between calculation and test is less than 7%, and the total-to-total efficiency also have a good consistent with test.     

基于CFD的离心压缩机整级性能优化设计

本文采用CFD技术研究离心压缩机整级性能优化设计方法.首先用一元理论进行初始设计,应用全三维流场分析的方法分析叶轮、扩压器以及回流器叶片参数变化对压缩机性能的影响.在此基础上,对主要几何参数进行了优化设计.研究结果表明;通过在压缩机运行过程中调节扩压器叶片的角度,可以使压缩机的最大效率和工况范围均得到改善.对于本模型的压缩机,效率可提高3％以上.优化设计后压缩机整级气动性能得到明显改善.     

极大流量工况下离心泵内部流场数值分析

针对离心泵极大流量工况下内部流动特性的问题,应用流体动力学软件Fluent,采用RNGκ-ε湍流模型与SIMPLEC算法,对某一高比转速离心泵内部流场进行了数值模拟,并与实验结果进行了比较。对比分析了4种不同流量工况下离心泵内部流体速度和压力分布以及离心泵的外特性。研究结果表明,在设计流量工况下,离心泵内部压力分布均匀,速度迹线平滑;较大流量工况下,蜗壳压力不断减小,速度分布不均匀;极大流量(1.7Qopt)工况下,蜗壳出口处出现局部负压现象,速度流线产生的漩涡增大,在扩散管局部位置流体受到冲击,容易出现回流现象。针对离心泵在不同工况下以及达到极大流量工况下内部流动随流量变化规律的研究,可为高比转速离心泵多工况优化设计、延长使用寿命提供参考。     

基于MDO方法的离心式压气机设计系统

针对离心式压气机设计中存在流-热-固耦合的问题,文中进行离心式压气机的多学科设计优化研究,基于多学科可行方法,建立离心式压气机的多学科设计优化系统.利用非均匀有理B样条曲线和五次多项式,分别构建径流式叶片型线和扩压器叶片型线,通过特征造型技术,建立离心式压气机参数化模型.采用线性插值方法和网格重生成方法,完成对温度、气压和变形耦合信息传递.在压气机参数化建模和多学科耦合分析的基础上,以总压比、等熵效率和流量为优化目标,对某离心式压气机进行设计优化,实现其综合性能的改善.所建多学科设计优化系统可以推广到其他多场耦合系统的设计.     

自循环机匣处理对离心压气机气动性能影响分析

对比分析了带实壁机匣与带处理机匣的压气机模型在多工况下的气动性能,结果表明,在不同转速下,处理机匣结构都具有不同程度的扩稳作用,但同时也造成绝热效率有所降低,而且峰值效率损失随着转速增大而加剧;处理机匣前后槽口与叶顶通道形成的回流运动可有效地削弱激波与间隙泄漏流的强度以及二者的相互作用,有利于改善叶轮通道的气体流通性。     

离心压气机机匣处理多工况性能预测与分析

机匣处理作为一种高效、经济的扩稳技术,越来越多的被用以提高压气机的稳定工作裕度。为了研究机匣处理对离心压气机多工况性能的影响,本文对3种进气回流机匣结构的压气机模型和无机匣处理的实壁压气机模型分别进行了数值仿真分析。数值计算结果与最优模型的试验结果吻合较好,比较准确的预测了喘振边界的位置,验证了计算方法的可靠性。结果表明,只有结构合理的进气回流机匣处理才能在各个转速下均显著扩大压气机小流量的稳定工作范围,其中机匣处理的开槽位置和前置导流挡板对其性能有着重要影响。     

两个高比转速离心压气机模型级的设计分析

介绍了国外两种先进的高比转速单级离心压气机的基本参数及性能参数，分析了比转速的影响，选定了国产100kw燃气轮机拟设计的离心压气机的模化点，并进行了计算与对比，分析了其设计特点，为进一步对100kw燃机压气机的设计提供了初步的数据指导。     

CO2离心压缩机级进口参数对压缩性能的影响

采用一种接近美国NIST标准物性的实际物性模块,研究了某化工行业离心压缩机高压级的流动压缩性能,重点关注了模型级的进口参数如压力、温度、流动角、体积流量对性能的影响,并与理想物性下计算得出的性能作了相应比较,指出了临界点附近物性参数的敏感性,为CO2高压压缩机设计与性能分析提供了依据。