进口导叶对斜流式叶轮级性能调节的数值研究

针对两种不同翼型的进口导叶,数值研究了导叶在不同开度下对超大流量系数斜流级内部气体流动的影响和调节特性,并预测了进口导叶与斜流叶轮耦合在不同导叶开度下的性能曲线。结果表明,进口导叶能有效扩大调节范围,使斜流压缩机能在更宽的工况范围内运行。导叶开度和翼型对斜流叶轮的气动性能产生影响,开度增大导致气体流动的不均匀性变大,而当开度增大到一定程度时,进口导叶的调节能力变差,对斜流叶轮气动性能产生负面影响。

气流染色机用离心通风机的优化设计

离心通风机是气流染色系统的核心部件,其性能优劣直接决定气流染色系统的染色质量和能耗水平。本文针对某气流染色机用离心通风机的气动性能和几何结构开展优化设计,以风机全压PtF和全压效率ηtF最大化为优化目标,利用基于人工神经网络构建的代理模型,结合带精英策略的遗传算法对离心通风机叶轮开展优化设计,同时基于叶轮与蜗壳耦合整机气动匹配条件下对蜗壳几何结构进行优化设计。试验结果表明,优化设计的离心通风机结构更紧凑,其全压PtF提升约500Pa,其全压效率ηtF提升约5%。

高压离心压缩机轴向推力计算

详细分析了离心压缩机轴向力的组成，建立了离心叶轮外侧间隙内泄漏气体流动的计算模型，采用了低Ｒｅ数ｋε模型，用ＳＩＭＰＬＥＣ方法求解控制方程．对１台离心压缩机的轴向力进行了计算，结果令人满意．

旋转圆盘系统过流速度场叠加的研究

本文在对应用PIV技术对具有不同径向流动方向、不同的旋转雷诺数Re_Ω、流量系数C_w和间隙比G的强迫过流的旋转圆盘系统的间隙流动进行实验研究的基础上,通过对实验结果的分析,发现了一个重要的物理现象:带有强迫过流的动静盘系统流场的速度分布,是由零过流旋转圆盘系统流场和具有过流双静止盘系统流场的速度合成。本文对该流动现象进行了数值研究,同时提出了旋转圆盘系统间隙内速度合成分布公式,经和实验结果对比,二者符合较好。对叶轮机械的相关设计具有指导意义。

旋转叶轮和叶片扩压器耦合的非定常流动计算

应用STAR-CD流动分析软件和PISO算法,采用滑移网格和多重旋转坐标系技术,全流场计算了旋转叶轮和叶片扩压器耦合的非定常流动.获得了不同时间周期的速度和压力分布,预示了叶轮和叶片扩压器相互干涉的重要流动特征.通过计算发现了以往采用单流道计算所不能发现的流动现象:由于蜗壳的存在,使得每一个流道内的速度和压力分布是非对称的,并随时间的变化而变化.因此,在叶轮机械设计中,要全面和整体地考虑叶轮、扩压器和蜗壳之间的相互关联和耦合及相互间的影响与反影响,不能孤立地分别研究.

旋转离心叶轮内部非定常流动的PIV测量

利用激光成像速度仪 (PIV)测量了旋转离心叶轮内部的非定常流场。通过对实验数据的进一步处理 ,获得了旋转离心叶轮内部相对速度的非定常流场分布。详细分析了叶轮内部非定常流动现象和流动规律。通过实验研究发现 ,旋转离心叶轮内部的流动是非定常的 ;在叶轮出口处 ,叶片的吸力面与轮盖的夹角区存在一个低速区 ;并观察到了明显的射流 /尾迹结构。射流区和尾流区的大小和范围在沿盘盖方向和跨叶片方向上是不同的 。

离心压缩机弯道最佳r／b值研究

本文将叶轮、无叶扩压器和弯道组合一起对弯道进行研究,充分考虑了叶轮出口的射流/尾迹结构对弯道进口气流的影响.通过对不同弯道半径r与流道宽度b的比值r/b条件下,数值研究其对离心压缩机基本级气动性能的影响.对弯道内部流动及r/b值变化与离心压缩机级的总体性能的变化关系进行详细的对比分析.研究结果表明:r/b值的变化对弯道出口气流角影响显著,并存在一个使级效率为最大值的最佳r/b值。壁面摩擦是引起弯道内部总压损失的主要因素。

离心叶轮外侧间隙内的流动计算

应用低Re数κ—ε模型 ,计算了离心叶轮外侧间隙内具有径向向内流动、间隙比G =0 .0 0 5和 0 .0 113时紊流流动的问题。计算结果显示 ,间隙内流动主要是径向流动。静止盘边界层内是径向向内流动 ,旋转盘边界层内是径向向外流动 。

具有强迫过流旋转圆盘系统流动实验研究

应用PIV技术,实验研究了具有大的径向过流的动静圆盘系统间隙内流动。实验在流量系数Cw=26705和间隙比G=0．0845下,实验获得了在不同雷诺数和过流方向时的涡量、湍流强度、雷诺应力和速度分布。实验表明过流方向是流场结构变化的主要因素。同时,实验发现了一个重要的物理现象,即具有强迫过流的动静圆盘系统的流场分布,是由无过流时的动静圆盘系统流场和具有强迫过流双静止圆盘系统流场的叠加而形成。

旋转圆盘系统的流动研究现状与进展

对旋转圆盘系统研究的历史与现状进行了综述，重点介绍了目前在旋转圆盘系统流场计算中主要应用的数值计算方法，简述了今后研究的发展方向。

BCL407型高压离心式压缩机轴向推力的计算

详细分析了离心叶轮外侧间隙内泄漏气体的流动规律和离心式压缩机轴向推力的组成。建立了离心叶轮盘、盖外侧间隙内泄漏气体流动的计算模型，采用了低Ｒｅ数κε紊流模型，并用ＳＩＭＰＬＥＣ方法求解控制方程。分别计算了离心叶轮盘、盖两侧不同间隙宽度及不同泄漏流量大小时的压力沿径向的分布。对一台化工用ＢＣＬ４０７型高压离心式压缩机高压缸的轴向推力进行了计算，结果令人满意。

离心压缩机外部损失的联合计算

通过对离心叶轮外侧间隙内泄漏气体的流动分析 ,给出了间隙内的速度分布 ,利用Goldstein的对数壁面率处理摩擦应力分布 ,通过求解边界层动量积分方程可以获得间隙内的压力分布和切应力分布 ,进而可以同时联合计算压缩机的外部损失。

离心式压缩机漏气损失计算

对离心叶轮外侧间隙内泄漏气体的流动进行了分析，应用Re数κ－ε紊流修正模型和SIMRLEC算法计算间隙内泄漏气体流场，获得压力分布，进而计算漏气损失并同其它两种方法的计算结果进行了比较，对离心压缩机的设计具有一定的参考价值。

旋转离心叶轮内部非定常流动实验研究

利用激光成像速度仪(PIV)测量了旋转离心叶轮内部的非定常流场,获得了旋转离心叶轮内部相对速度的非定常流场分布。详细分析了叶轮内部非定常流动现象和流动规律。通过实验研究发现旋转离心叶轮内部的流动是非定常,在叶轮出口处,叶片的吸力面与轮盖的夹角区存在一个低速区,并观察到了明显的射流/尾迹结构。射流区和尾流区的大小和范围在沿盘盖方向和跨叶片方向上是不同的。射流区和尾流区之间不存在明显的分界线。

无叶扩压器内部非定常流动的PIV测量

利用激光粒子成像速度仪 (PIV )测量了无叶扩压器内部的非定常流场。试验发现在无叶扩压器内 ,沿扩压器宽度方向 ,气流速度分布是不均匀的 ,在靠近叶轮叶片吸力面侧形成了一个低速区 ,这个低速区是由叶轮出口的尾迹流造成的。这个低速区的存在影响了无叶扩压器的扩压能力和效率。

K1202空压机止推轴承烧瓦事故分析

提出了离心压缩机轴向推力的计算方法,经实际验证是正确的,分析了法型K1202空压机推力轴承烧瓦事故的原因,提出了解决办法,取得了满意效果。

旋转圆盘表面摩擦应力测量

介绍了带有过流的开式旋转圆盘系统实验台 ,应用Preston管测量旋转圆盘表面的摩擦应力 ,获得了在不同流量Cq,间隙宽度比G、Re数下的摩擦阻力系数Cm 的关系曲线。对流体机械的设计具有实际意义。

马赫数对离心压缩机模型级性能的影响研究

采用数值研究方法并结合实验数据系统地研究了马赫数对离心压缩机小流量系数基本级性能的影响,对基本级内的流动损失机理及马赫数对静止部件性能进行分析。研究结果表明由于小流量系数基本级具有较窄的轴向通道宽度,边界层堵塞效应在小流量系数基本级损失机理中起到关键作用。在马赫数比较小时随马赫数的增加级性能显著提高,达到一定的马赫数后基本级性能又随着马赫数增加而下降。无叶扩压器和回流器的性能受各自进口绝对马赫数的影响很小,静止部件的性能主要受各个部件的进口气流角以及相对宽度的影响。

叶片载荷分布对小流量离心叶轮性能影响研究

应用五次Bezier多项式来控制环量沿离心叶轮叶片的子午流线的分布方法,分别设计了将载荷集中于叶片前部、中部及尾部三种载荷分布方式的叶轮,并应用三维数值模拟研究了不同载荷分布方式对小流量系数离心叶轮性能的影响。研究结果表明:叶片载荷集中在前部的叶轮性能优于集中在中部及尾部的叶轮,其内部流动损失最小;当将载荷集中在前部时,叶轮效率曲线朝大流量区域移动,将载荷集中在叶片尾部时,叶轮效率曲线会朝小流量区域移动,且载荷集中在叶片前部的叶轮压比高于载荷集中在叶片中部及尾部的叶轮。载荷集中在叶片前部的叶轮熵增最低,其叶轮出口速度比载荷集中于叶片尾部和载荷集中于叶片中部的叶轮出口速度分布更均匀,流动损失更小。

离心叶轮外侧面摩擦损失计算

通过对离心叶轮外侧间隙中泄漏气体流动的分析，给出了速度分布，利用Ｇｏｌｄｓｔｅｉｎ由旋转圆盘实验得出的对数壁面率去处理叶轮外侧面的摩擦应力分布．求解边界层动量积分方程，计算了叶轮外侧面的摩擦损失．将计算结果与实验结果进行了比较，并对一台实际离心压缩机叶轮外侧面的摩擦损失进行计算，证明文中所述的计算叶轮外侧面的摩擦损失的方法是正确的，对离心式压缩机的设计具有一定的参考价值．