圆形截面离心压缩机蜗壳内部三维流动的测量与分析

利用五孔探针对大尺度低速离心压缩机的圆形截面蜗壳内部三维流动进行了详细的测量,给出了蜗壳螺旋通道部分径向测量截面的通流速度分布以及通流速度、总压、静压沿径向与圆周方向的分布图,并与一维计算的流量进行了比较.结果表明,各截面测量得到的流量与一维计算的趋势相同,且随着角度的增大,计算与实验之间的差别逐渐减小;另外,本试验蜗壳内的流动是复杂的三维流动,蜗壳各径向截面的通流速度沿径向的分布与动量矩守恒规律有比较明显的差别,总压沿圆周方向变化不明显.     

基于改进Kriging代理模型的自适应序列优化算法在离心压缩机蜗壳设计中的应用

提出了一种基于改进Kriging代理模型的自适应序列优化算法,并利用Matlab软件开发相应的优化平台.采用该优化平台,针对某特定流量工况,以质量流量平均总压损失系数为目标变量对离心压缩机蜗壳系统模型进行气动优化设计,并对优化前后蜗壳模型进行对比计算,来验证优化结果在实际蜗壳系统中的适用性.结果表明:优化后蜗壳的总压损失系数小、静压恢复系数大,性能得到改善.     

航改燃机排气蜗壳分段式扩压器设计方法研究

利用数值计算方法(CFD)建立排气蜗壳内三维流动数学模型模拟分析总压损失来源，在不改变其几何尺寸的前提下，提出航改燃机排气蜗壳分段式扩压器设计方法，并将采用该方法设计的排气蜗壳的结果与原型进行比较，结果表明：在设计工况下，采用分段式扩压器设计方法设计的排气蜗壳使总压损失系数降低19.23%,并通过流场分析揭示了分段式扩压器改善其气动性能的原理。     

压缩机中间抽气结构优化设计

利用数值计算的方法研究了离心压缩机中问抽气部分结构的优化设计方法.中间抽气结构采用蜗壳的形式以保证抽气前后流动的周向均匀性,对蜗壳的型式和抽气隔板的形式以及高度进行了大量的优化设计工作,以满足抽气量的需要,并保证整个流场中的流动损失尽量小.数值计算结果表明,设计的抽气结构能够同时满足机组性能和抽气的需求.     

离心式压缩机蜗壳优化设计

基于蜗壳一维气动设计理论,经过参数修正后,获得等内径的不对称圆形蜗壳结构。应用计算流体动力学专业软件NUMECA对流动十分复杂的蜗壳内部流场进行了三维粘性数值计算分析。根据蜗壳内部气流流动特性分析,合理设计并改进蜗壳结构,改进后离心式压缩机整级性能得到提高。     

增压器压气机级多目标气动优化设计

针对某型号增压器压气机级的叶轮和蜗壳进行稳态分析改进,采用NUMECA公司的FINETM/Design3D软件对叶轮型线进行优化设计,以效率、压比、功率为优化目标,整个过程贯穿了参数化建模,三维黏性气动数值分析、试验设计方法、遗传算法和神经网络技术;通过调整蜗壳环量来降低流动损失.对优化前后压气机的整体性能进行了比较,结果表明:整机效率提高了6 %,压比提高了0.11,功率增加了0.5 kW.     

排气蜗壳与轴流涡轮相互作用的气动性能研究进展

排气蜗壳是连接燃气轮机末级涡轮与大气的关键部件,同时也是进一步提高动力装置输出功率最有潜力的部件之一,其与上游末级轴流涡轮因紧密耦合而产生的流动复杂性和非定常性可对涡轮和排气蜗壳的气动性能产生较大影响。国内外研究大多集中于单独的排气蜗壳性能和优化,而对排气蜗壳与轴流涡轮之间耦合的相互作用研究很少。本文主要从排气蜗壳内流动和损失机理、涡轮和排气蜗壳之间流动的相互作用以及排气蜗壳和轴流涡轮耦合的数值研究方法等方面对排气蜗壳内部流场分布及其与轴流涡轮流动相互作用的气动性能研究进展进行综述,重点梳理了二者流动的相互作用以及相关研究方法。最后,对排气蜗壳与轴流涡轮气动性能耦合研究的未来研究重点和发展趋势进行了展望。     

有叶增压器蜗壳内三维粘性可压缩流场的CFD模拟

为研究有叶蜗壳内的详细流场和其效率提高的可能性,提出了一种对蜗壳和喷嘴环流动区域利用控制容积法对其可压缩、粘性流体三维流场进行CFD数值模拟的方法,并以某增压器为例进行了计算分析。结果表明：这种方法可以清晰地展现模型内部流体压力、温度和度的分布情况,对所计算结果参数进行分析后,可找出模型内流动损失区域和造成损失的原因。以有针对性地对增压器内腔进行优化设计,降低不合适几何形状造成的损失。     

某型燃气轮机排气段支撑型线优化设计研究

燃气轮机排气段气动性能的优劣对机组整机效率有显著影响。支撑部件附近流动状况复杂,会对排气段性能产生极大影响。基于某型燃气轮机排气段初始流场特征,开展了排气段前、后支撑型线的优化设计。重点考虑对前支撑的优化设计,完成了三种型线优化方案,并应用S1流面计算方法在宽广的来流角度范围下进行损失计算,选择出气动性能最优的结果。后支撑对流动效率影响比前支撑小,因此对后支撑完成了一种适应当地流场的简单优化设计。最后,采用耦合涡轮末级的排气段三维数值模拟方法,对支撑型线优化前后排气段的气动性能变化进行了分析,支撑优化后排气段流动损失比原型明显降低,总压保持因数提高了1.4%。研究成果可为燃气轮机排气段气动设计与优化提供参考。     

汽轮机高压缸进汽蜗壳的数值研究

文章采用商用计算流体动力学软件CFX,针对某高压缸进汽蜗壳进行了详细的数值研究,并对影响切向进汽蜗壳气动特性的因素进行了研究,结果表明：切向进汽方式具有优越的气动特性,其进汽蜗壳截面的收缩比、截面形状以及进口管横向间距均对切向进汽室气动特性影响较大。湍动能和总压损失系数随截面收缩比的增加逐渐减小并趋于平缓。截面形状和进口管横向间距对切向进汽室总压损失系数影响较小,但对出口处湍动能影响较大。