压气机排气蜗壳数值模拟

论文摘要

压气机排气蜗壳是压气机机组的一个重要组成部分。排气蜗壳的性能优劣直接影响着整套机组的工作效率。首先,它要求流经排气蜗壳的气流尽量均匀,以免造成压气机的喘振和整个动力装置性能的不稳定。同时它还要求压力损失尽可能小,对压气机的正常排气不会造成影响。本文即是针对这两方面的要求,进行排气蜗壳数值模拟计算,为设计制造高性能的压气机排气蜗壳提供可靠的依据。本文通过考察数值模拟的计算结果,对排气蜗壳进行改进设计。对内部结构做了一个小的改进,其结果是令人满意的。对排气蜗壳的实际使用具有非常重要的意义。设计工作者在设计排气蜗壳产品前必须掌握其气动特性。完全通过模型实验来研究不同形式的排气蜗壳既耗费大量的人力、物力和财力,同时也需要较长的实验周期,因此,用数值模拟方法进行研究具有重要意义。针对实际的情况,本文主要进行了以下两个方面的工作:首先,进行排气蜗壳流场的数值模拟。按照实际几何尺寸建立了三维模型。计算了整个排气蜗壳流场分布状况,从而能够获得排气蜗壳压力损失和出口段的速度不均匀度。其次,进行排气蜗壳的改进设计。改动内部结构,再对改进模型进行数值模拟,参考原模型的计算结果,比较各个性能参数的优劣情况。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 本文研究的目的和意义
• 1.2 压气机排气蜗壳概述
• 1.3 国内外研究的历史及现状
• 1.4 排气蜗壳的数值模拟研究方法
• 1.5 本文的主要工作
• 第2章 数值计算模型
• 2.1 引言
• 2.2 数值模拟方法和分类
• 2.2.1 控制方程
• 2.2.2 网格生成概述
• 2.2.3 控制方程离散
• 2.2.4 SIMPLE算法
• 2.3 本章小结
• 第3章 排气蜗壳内部流场数值模拟
• 3.1 引言
• 3.2 三维模型创建
• 3.3 网格划分
• 3.4 边界条件
• 3.4.1 入口边界的确定
• 3.4.2 出口边界的确定
• 3.5 本章小节
• 第4章 排气蜗壳计算结果分析
• 4.1 性能指标定义
• 4.1.1 总压损失
• 4.1.2 平均不均匀度
• 4.2 额定工况出口段结果分析
• 4.3 额定工况蜗壳内腔结果分析
• 4.4 部分负荷工况结果分析
• 4.4.1 部分负荷工况的总压损失
• 4.4.2 部分负荷工况的速度平均不均匀度
• 4.4.3 工况6结果分析
• 4.4.4 工况12结果分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 排气蜗壳改进设计
• 5.1 引言
• 5.2 改进设计
• 5.3 改进模型计算结果分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢