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【碩士論文】徐浩亮:跨音速離心壓氣機徑向擴壓器設計研究

逆壓行者HPCRG 2022-04-08 06:43:41

碩士論文題目:

跨音速離心壓氣機徑向擴壓器設計研究

論文摘要:

擴壓器是離心壓氣機的重要部件之一,對離心壓氣機的高效、穩定運行起著重要的作用。隨著離心壓氣機負荷的不斷提高,葉輪出口常常伴隨著跨音速流動,使得葉輪出口流場具有三元、非定常、高度不均勻、激波、激波附面層干擾等特點,給下游徑向擴壓器的設計帶來了很大的難度。因此,本文采用數值模擬的手段,對跨音速離心壓氣機徑向擴壓器的流動機理和稠度的影響進行了詳細分析研究,并提出了一種新型的大小葉片擴壓器設計方法。主要開展的工作如下:

1.以某跨音速離心葉輪為匹配對象,分析研究了跨音速離心壓氣機中徑向擴壓器的內部流動現象,并發現:高壓比跨音速壓氣機的擴壓器來流速度處于跨音范圍,稠度對于跨音速葉片擴壓器的進口段有重要影響。

2.進行了多種擴壓器稠度方案對整機性能影響的數值模擬研究,結果表明,對于已有的離心葉輪存在著最佳匹配的擴壓器稠度。稠度減小可有效改善跨音速擴壓器進口堵塞現象,但可能導致葉背氣流發生分離;徑向擴壓器進出口葉片稠度的不匹配性是跨音速徑向式葉片擴壓器流動損失產生的重要因素。

3.針對徑向擴壓器進出口葉片稠度不匹配的問題,提出了跨音速徑向擴壓器的大小葉片方法。研究表明,小葉片的存在可有效抑制下游葉背的分離流動;對小葉片長度和周向位置的研究表明,小葉片存在最佳設計長度,周向位置主要影響了擴壓器的導流能力,從而影響了性能。


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