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《葉頂間隙對離心葉輪性能影響的數(shù)值模擬》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、葉頂間隙對離心葉輪性能影響的數(shù)值模擬程書山楚武利/西北工業(yè)大學動力與能源學院摘要：對5個不同葉頂間隙下離心葉輪通道中低，惡化了葉輪性能。R134a是制冷壓縮機中用的流動情況進行了數(shù)值模擬，得到了不同間隙的比較普遍的一種制冷劑?，F(xiàn)有的研究主要是[1-4]時葉輪的效率、壓比隨質(zhì)量流量變化的性能曲針對理想氣體的空氣工質(zhì)。文獻[5]對R134a線，分析了間隙對葉輪性能的影響。在離心葉輪內(nèi)部流動進行了數(shù)值研究，發(fā)現(xiàn)與空氣工質(zhì)相比，R134a的多變效率低于空氣的關鍵詞：離心式壓縮機；葉輪；葉頂間隙；數(shù)值相應值。使用真實氣體模擬葉輪內(nèi)部流動可以模擬更接近工程實際應用。中圖分類號：TH452文獻
2、標識碼：B本文利用商用CFD軟件NUMECA的文章編號：1006-8155（2010）04-0007-03FINE/TURBO對使用R134a工質(zhì)的一制冷離心NumericalSimulationforInfluenceofTip壓縮機葉輪進行了三維CFD數(shù)值模擬，重點研ClearanceonCentrifugalImpellerPerfor-究間隙大小對離心葉輪的性能的影響。manceAbstract:Thenumericalsimulationiscarriedout1計算模型fortheflowsituationincentrifugalimpellerchannel葉輪為
3、帶分流葉片的形式，基本尺寸：主葉withfivedifferenttipclearances,andtheperfor-片內(nèi)徑d1=36mm，外徑d2=86mm，進口寬度mancecurveofefficiency,pressureratiovaryingas4.93mm，出口寬度2.05mm。葉型為單圓弧葉型，massflowrateatdifferentclearancesisobtained.The進口角β1=32°，出口角β2=35°。分流葉片通過在influenceofclearanceonimpellerperformanceis直徑57mm處截取主葉片取到葉片出口的
4、部分得analyzed.到?？側~片為16。轉速45000r/min。計算網(wǎng)格利Keywords:centrifugalcompressor;impeller;tip用IGG/AUTOGRID生成。目標網(wǎng)格數(shù)為500000，clearance;numericalsimulation間隙不同具體網(wǎng)格數(shù)不同，采用多塊結構化網(wǎng)格。0引言通過求解三維穩(wěn)態(tài)湍流N-S方程模擬葉輪離心壓縮機具有單級壓比高，結構緊湊的單流道內(nèi)的流動，湍流應力項利用Spalart-特點，在制冷壓縮機中有著廣泛的應用。葉輪作Allmaras模型封閉。采用有限體積法對方程進行為離心壓縮機的關鍵部件，其性能好壞決定了空間
5、項離散。時間項采用四階Runge-Kutta法進壓縮機的性能。對于半開式離心葉輪，間隙會在行離散。計算中CFL數(shù)取3。采用了當?shù)貢r間步流場中產(chǎn)生間隙渦以及葉輪工作面到非工作面長與隱式殘差光順以及多重網(wǎng)格技術相結合的的二次潛流，造成流動損失的增加和效率的降迭代格式來加速計算的收斂。收稿日期：2010-03-19西安市710072—7—2010年第4期試驗研究進口邊界條件根據(jù)壓縮機設計工作情況給定總溫、總壓、進口氣流角；出口邊界條件指定平均靜壓。葉片及輪轂指定旋轉邊界條件。輪蓋絕對靜止，指定無滑移邊界條件。2結果分析分別對葉頂間隙0mm，0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm
6、時葉輪流場進行了數(shù)值模擬。圖1為間隙不同時，效率隨質(zhì)量流量的變化曲線。從圖中看出，隨著葉頂間隙的增大，葉圖2不同間隙下的壓比隨流量變化曲線輪的效率下降明顯。當間隙從0.2mm增大到0.3mm時，葉輪的效率曲線變的平緩，在較大的范圍內(nèi)都有較高的效率。當間隙繼續(xù)增大到0.4mm，效率曲線隨流量減小有較大的下降。圖2為不同間隙下，壓比隨流量的變化曲線。間隙從0.1mm增大到0.2mm時，壓比變化不大；當間隙繼續(xù)增大到0.3mm時，壓比反而有所上升，特別是流量小于0.45kg/s時壓比增大的比較明顯；繼續(xù)增大間隙到0.4，壓比明顯下降，說明流圖3葉頂間隙面的相對速度矢量圖動惡化嚴重。由于
7、葉頂間隙的存在，氣體在不平衡壓力計算顯示，間隙適當增大時（0.1～0.3mm），的作用下，從壓力面向吸力面流動。圖3是顯示穩(wěn)定運行范圍也相應增大，當繼續(xù)增大時（0.3～的是葉頂間隙為0.1mm時，間隙面中相對速度0.4mm），穩(wěn)定范圍又變小。可能的原因是：當間的矢量圖。從圖中可清楚地看到葉頂處的泄漏隙太小時，氣流受到的約束較大，在非設計點，流。如圖所示，在主葉片前緣附近，泄漏流速度不能適應邊界條件的改變，容易失穩(wěn)，當適當增較大，泄漏流沖擊主流并在主流的作用下形成大間隙時，氣流流動
