某离心式压缩机可调进口导叶叶型研究

通过CFD软件NUMECA对带有可调进口导叶的离心式压缩机的首级进行全通道数值模拟。通过改进导叶叶型以满足离心压缩机流量调节性能的要求。结果表明,与原始叶型相比新叶型的耗功情况和效率变化不大,但调节范围扩大;弯叶型的流量调节能力高于直叶型,而且导叶弯度越大,调节范围越大。选取合适的导叶叶型有利于降低离心压缩机的运行成本。

泵导叶出口宽度改型设计的变工况计算及实验研究

利用先进的CFD数值模拟软件NUMECA,对某余热排出泵的原模型进行了设计工况下的内部流场全通道数值模拟,结合对数值结果的分析,发现泵导叶出口宽度对泵的性能和内部流动有较大的影响,通过对泵导叶出口宽度的改型设计得到了较为理想的导叶宽度,进而对原模型和优化模型进行了变工况计算并与实验结果进行了对比分析。结果表明,经过改进的导叶在设计点附近的变工况性能得到了提高,验证了对导叶出口宽度改型设计的合理性。

基于ANSYS的离心风机叶轮结构优化研究

叶轮是离心风机的核心部件,由于叶轮是高速旋转的部件,动静之间不能有接触,同时动静之间的间隙通过泄漏损失和二次流损失直接影响风机的效率。为有效地控制叶轮和形环之间的间隙,本文提出在叶轮轮盘侧添加凸台结构,采用4种改进设计方案。利用通用有限元分析软件ANSYS进行计算分析[1-3],综合考虑叶轮应力、应变等因素,最终得到了在新型设计方法下的最优设计方案。结果表明,新型设计改进方案有效地减小了叶轮的轴向位移量和径向位移量,为叶轮和形环之间的间隙设计提供了依据,进而可以最大限度地减少漏气损失和二次流损失。

多级离心泵叶轮与流道式导叶的匹配特性

本文对多级离心泵设计了流道式导叶,采用Spalart-Allmaras湍流模型对设计结果进行数值模拟。通过对流道式导叶几何结构的调整,探讨了叶轮-导叶间隙、导叶进口方式及级间密封对离心泵流动性能的影响。经过分析得到了以下结论:导叶进口直径为叶轮出口直径的1.027倍时与叶轮匹配较好;导叶进口宽度的减小在小流量工况下存在优势;对导叶进口进行斜切处理可以有效消除密封通道对水泵造成的影响,同时提高了大流量工况下的水力性能,设计点效率提高0.65%,扬程提高1.30%,分析结果为离心泵流道式导叶与叶轮匹配设计提供理论指导。

系列化双吸硫酸风机通用蜗壳的设计及性能分析

运用CFD软件NUMECA对某双吸硫酸风机系列化叶轮中的最大流量叶轮和最小流量叶轮进行数值计算,进而根据计算结果设计系列化叶轮通用的蜗壳。采用自由运动速度法分别设计常用的易于制造的圆形蜗壳和方形蜗壳进行性能对比。通过计算对比发现方形蜗壳比圆形蜗壳效率和压比均较高,具有较好的变工况性能。设计系列化叶轮通用的蜗壳有助于减少蜗壳数量,降低生产成本。同时用数值模拟的设计方法具有方便快捷、成本低、调整性好等较多优势。

分流叶片级数对高压比离心压气机的影响

高压比离心压气机气动负荷高,采用大小叶片的设计方法既能够有效降低叶片载荷,又可以改善流场,增大堵塞区间。为探究分流叶片级数的影响,以某压比为3.5的离心压气机为研究对象,改变分流叶片级数,基于全三元流流动理论对无分流叶片、一级分流叶片和二级分流叶片的流体模型进行分析。无分流叶片时,叶片载荷严重超限,升压能力相对较低。随着分流叶片级数的增加,叶道内的二次流现象得到改善,主叶片前缘激波得到有效抑制,设计点下总压比明显提升。然而,小叶片级数不能无限增加,过多的叶片会加大气流与叶片的摩擦损失,同时使叶轮的加工复杂化,增加生产成本。因此,在综合考虑实际加工和气动性能的前提下,增加分流叶片级数可以作为高压比离心压气机的优化手段。

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。

高速离心风机变工况模拟及轴向力预测研究

利用CFD模拟软件ANSYS-CFX,对某单机高速离心风机进行了设计转速下的变工况数值模拟,选用sst湍流模型进行多工况计算,得到了较为详细的离心风机内流场数据。对传统经验公式法及纯CFD积分方法计算的风机轴向力进行了比较分析。计算结果表明风机在变工况运行过程中的轴向力变化较大。准确预测轴向力对高速风机的稳定运行及推力轴承选择具有重要意义,为今后高速离心风机产品结构设计和轴向力预测研究提供一定的参考和指导。