半開式葉輪離心壓縮機(jī)氣動(dòng)性能優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

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1、犬？ｉｔ嫂大學(xué)ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ碩士芽位文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ半開式葉輪離心壓縮機(jī)氣動(dòng)性能優(yōu)化設(shè)計(jì)研究流體機(jī)械及工程學(xué)科專業(yè)＿＿＿＿＿＿＿金花作者姓名指導(dǎo)教師王曉放教授徐勝利講師———２０１５年６月答辯日期碩士學(xué)位論文半開式葉輪離心壓縮機(jī)氣動(dòng)性能優(yōu)化設(shè)計(jì)研究ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＡｅｒｏｄｎａｍｉｃｓＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｙ－ｏＳｅｍｉｅｎｌｅｅｎｔｒｉｆｕ

2、ａｌＣｏｍｒｅｓｓｏｒｐＩｍｐｅｌｒＣｇｐ作者姓名：黃金］Ｅ學(xué)科、專業(yè)：流體機(jī)械及工程學(xué)號(hào)：２１２１００７４指導(dǎo)教師：王曉放教授徐勝利講師：２０１５年５月完成日期大理工大旁ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大連理工大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明：作者鄭重聲明所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中巳經(jīng)注明引用內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，也不包含其他已申請學(xué)位或其他

3、用途使用過的成果一。與我同工作的同志對本研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。。若有不實(shí)之處，本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任學(xué)位論文題目：半開式輪離心壓縮機(jī)氣動(dòng)性能優(yōu)化設(shè)計(jì)研究：１Ｌ日期：２０日作者簽名，夕年月」（＿＿＾＿雄ａｘ大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要一離心壓縮機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)中占有重要的地位，其發(fā)展水平亦是個(gè)國家工業(yè)整體實(shí)力的重要體現(xiàn)。在我國現(xiàn)代化建設(shè)面臨著資源、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和國家安全的今天，提高大型壓縮機(jī)設(shè)計(jì)水平及對其內(nèi)部氣動(dòng)性能的研究具有重要的戰(zhàn)略意義。以往的離心壓

4、縮機(jī)設(shè)計(jì)研究對于提高設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的氣動(dòng)性能以及效率關(guān)注更多，而離心壓縮機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況多數(shù)是在一定的工況范圍內(nèi)工作，很難使壓縮機(jī)持續(xù)在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)位置運(yùn)行工作。因此，對于離心壓縮機(jī)的研究，除了需要滿足設(shè)計(jì)點(diǎn)要求的同時(shí)，相關(guān)的調(diào)節(jié)性一能的研究對工程應(yīng)用具有定的價(jià)值。本文以某型號(hào)帶可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉的半開式葉輪離心壓縮機(jī)為研究對象，結(jié)合ＣＦＤ技術(shù)以及優(yōu)化方法對畢開式葉輪離心壓縮機(jī)首級(jí)進(jìn)存氣動(dòng)分析以及性能優(yōu)化。研究工作主要包括兩部分內(nèi)容：一第部分為半開式葉輪離心壓縮機(jī)首級(jí)內(nèi)流場的數(shù)值分析。首先通過對某半開式葉輪模型級(jí)

5、的數(shù)值模擬與試驗(yàn)比對，驗(yàn)證數(shù)值模擬方法的可靠性；然后對該型號(hào)離心壓縮機(jī)不同入口導(dǎo)葉幵度下的流場進(jìn)行精細(xì)分析，在獲得不同導(dǎo)葉開度下壓縮機(jī)運(yùn)行特性曲線圖的基礎(chǔ)上，考察入口預(yù)旋以及鍋殼對葉輪葉片表面壓力載荷的影響，分析不同導(dǎo)葉一開度情況下的葉片壓力脈動(dòng)特性，從而進(jìn)步增加對離心壓縮機(jī)內(nèi)部流場的認(rèn)識(shí)。第二部分為該型號(hào)離心壓縮機(jī)靜止部件的性能優(yōu)化。在壓縮機(jī)變工況運(yùn)行中，了解內(nèi)部流場的流動(dòng)規(guī)律，尋找壓縮機(jī)內(nèi)部流動(dòng)欠佳的問題并對其進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。建立了氣動(dòng)性能魯棒性優(yōu)化模型，目標(biāo)函數(shù)為分別在９０％、１００％和１１０％設(shè)計(jì)流量下

6、的擴(kuò)壓器和頓殼靜壓恢復(fù)系數(shù)的最小值最大化。分別對擴(kuò)壓器和鍋殼進(jìn)行全局優(yōu)化算法分析，得到擴(kuò)壓器和鍋殼設(shè)計(jì)參數(shù)的最優(yōu)解，提高擴(kuò)壓器和鍋殼的變工況運(yùn)行性能，從而提高壓縮機(jī)整級(jí)的氣動(dòng)性能以及運(yùn)行效率。關(guān)鍵詞：半開式葉輪；離心壓縮機(jī)；數(shù)值模擬；氣動(dòng)性能；優(yōu)化設(shè)計(jì)－－Ｉ半幵式葉輪離心壓縮機(jī)氣動(dòng)性能優(yōu)化設(shè)計(jì)研究Ｓｔｕｄｏｎｅｒｎａｍｃｓｏｒｍａｎｃｅｔｍｔｏｎｍ－ｏｙｔｈＡｅｏｄｉＰｅｒｆＯｉｉｚａｉｏｆＳｅｉｅｎｙｐｐＩｍｐｅｌｌｅｒＣｅｎｔｒｉｆｕｇａｌＣｏｍｐｒｅｓｓｏｒＡｂｓｔｒａ

7、ｃｔＣｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｏｃｃｕｐｉｅｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｙｏｆｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌ＇＇ｅｃｏｎｏｍｔｍｏｔｓｍｅｎｔｔｓｔｅｎａｔｏｎｃｏｍｒｓｉｖｅｔｌｙ．Ｗｈａｓｒｅｉｄｅｖｅｌｏｌｅｖｅｌｒｅｆｌｅｃｈｉｓｐｅｈｅｎｉｎｄｕｓｒｉａ，ｐｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｍｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｏｄａｙｉｎｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙｉｓｆａｃｅｄｗｉｔｈｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄ

8、ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔａｎｄｎａｔｉｏｎａｌｓｅｃｕｒｉｔｒｏｂｌｅｍｓ．Ｉｎｔｈｉｓｃａｓｅｓｕｄｉｅｓｎｐｙ，ｔｏｐｔｈｅｉｍｒｏｖ－ｉｔｓｐｉｎｇｔｈｅｌ