离心压缩机末级最佳D_4/D_2值的数值研究

考虑到离心压缩机末级各通流元件之间的相互影响,将末级叶轮、无叶扩压器和排气蜗壳组合一起对扩压器出口直径与叶轮直径的比值D4/D2进行研究,通过对不同D4/D2条件下的整级模型进行数值模拟,研究扩压器流道长短对整级性能的影响,对离心压缩机末级流场及D4/D2值变化与离心压缩机整级性能的变化关系进行了详细的对比分析.研究结果表明,D4/D2值的变化对末级整级性能有较大的影响,并存在一个使级效率为最大值的最佳D4/D2值,D4/D2过大或过小都将使整级效率下降.     

应用CFD技术解决轴流压缩机放空管路振动噪声问题

针对某轴流压缩机放空管道在生产过程中振动剧烈、噪声大的实际问题,应用CFD软件对其内部流动进行了数值模拟,并据此改进了原设计,对改进方案的数值模拟,解决了噪声大的问题.     

轴向涡流燃烧器内部流动数值分析

以STAR-CD等计算分析软件为基础建立了一个基于完整真实的三维几何结构的燃烧器内部流动数值分析平台;利用数值模拟的方法,分别对两种不同二次风风口尺寸情况轴向涡流燃烧器的流场进行了数值模拟,以此来分析轴向涡流燃烧器内部流动情况。利用计算分析系统,可以分析燃烧器内部流动的一些主要特征,为电厂实际生产提供参考依据。     

离心压缩机排气蜗壳内部流动分析与优化

利用计算流体动力学专业软件NUMECA对某离心压缩机末级流场(包括闭式叶轮、无叶扩压器、排气蜗壳)进行三维粘性流动的数值计算分析.以计算结果为依据,对等宽变高式排气蜗壳进行了优化设计,末级效率提高约4.5%.将改进方法用于另一台压缩机组的末级排气蜗壳,末级效率同样提高4.5%,由此总结出"焊接式排气蜗壳气动设计规范",并将其应用于另一类典型的焊接式排气蜗壳--等高变宽式排气蜗壳的优化设计,末级效率提高约3%.大量的数值试验证明,所提出的设计方法具有很好的通用性,可以推广应用于所有的焊接式排气蜗壳设计.     

离心压缩机末级扩压器与排气蜗壳集成优化

通过对离心压缩机末级不同D4/D2条件下的整级模型进行数值模拟,研究无叶扩压器出口直径与叶轮直径之比D4/D2对整级性能的影响。研究结果表明：D4/D2值对整级性能有较大影响,并存在一个使级效率最高的最佳D4/D2值,下游部件排气蜗壳对该值有较大的影响。     

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。     

叶轮倒角尺度对大流量离心压缩机气动和疲劳寿命的影响分析

为了分析不同倒角尺度对压缩机气动性能及疲劳寿命的影响,首先在控制离心叶轮主要结构参数不变的前提下,通过调整叶片根部及顶部倒角尺度得到一系列设计模型,其次通过数值模拟方法对不同设计模型的离心压缩机整级进行全三维稳态模拟并在设计转速下对离心叶轮进行强度计算,最后联合估算法及材料曲线计算叶轮部件疲劳寿命。结果表明：与倒角半径相比,倒角角度对气动性能的影响更加显著,在大流量点倒角角度造成等熵效率减小幅度达5%左右,总压比减小幅度达0.07左右;与倒角角度相比,倒角半径更有利于减小应力值;选取经验参数对不同倒角尺度的离心叶轮进行估算得到的疲劳寿命值与实验值偏差最大为3%,最小仅为0.09%。     

600MW空冷汽轮机组低压排汽缸流场模拟和结构优化

采用雷诺平均的NS方程和标准的k-ε湍流模型对某空冷汽轮机低压排汽缸进行数值模拟。计算结果显示设计工况下该排汽缸中扩压器出口附近流动发生了分离,导致排汽缸的气动性能不理想。为了改善扩压通道的流场进而提高其气动性能,对扩压器结构进行了优化。优化后的扩压器出口的静压恢复系数比原结构提高了46.5%,总压损失系数分别降低了20.4%。对于排汽缸,其出口的静压恢复系数提高了137.7%,总压损失系数降低了30.6%。由此说明优化后的排汽缸具有较好的气动性能。     

压缩机旋转失速发展传播的计算分析

针对实际运行过程中某型压缩机首级叶轮叶片断裂的问题,利用CFD软件Numeca搭建一个基于完整真实的三维几何结构的离心压缩机内部流场数值分析平台,选用实际运行工况进行计算,发现由于进气室和进气导叶的设计存在一定的问题,导致首级叶轮前的流场畸变,从而诱发压缩机首级叶轮失速;通过进行非定长流动计算,动态模拟了旋转失速的发展传播过程,得到了比较真实的旋转失速的压力脉动情况,为该机组产品的叶轮叶片断裂问题的研究找到一个突破口,并为进一步研究分析提供了充足的数据资料.     

离心压缩机进口导叶叶型的进一步研究

为提高离心压缩机进口导叶的质量流量调节能力,以原研究成果为基础对导叶叶型做进一步研究。通过数值模拟计算,对不同厚度弯叶型和不同弯度位置导叶的质量流量调节能力进行对比分析。结果表明,虽然减小弯叶型的厚度可扩大其质量流量调节范围,却增加了流动损失,使压缩机效率下降;将弯叶型最大挠度位置向后移,可有效提高导叶的质量流量调节能力,且其产生的损失对压缩机性能影响不大。最终选择出适合于导叶进行质量流量调节的最佳叶型,减少了压缩气体的排空浪费。