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高压比离心压气机设计与分析
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高压比离心压气机设计与分析
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本文对涡轮增压器的主要部件一离心式压气机在变工况下的流量特性、效率特性的计算进行了探讨,并几分析了在喘振浅上一些参数的变化规律。 ])性能计算是基于理派去认沐一元定常流动的假设之上的。用质量守坷、能子守恒等墓水关蒸式推导出有关计弃公式,并通过计算比铰。确定了适当的损失模型。在已笼有关几和J参数的条件下,将带无叶扩压器的离心式压气视依_尸天的流程划分为5个计劳一站位,依次计沐务站位上的热力参数,最终求出流量、效卒特性。 i安上述计算方法与步骤编制了计算涅序,在计算讥上对数种型号的离心式压气机造行了计算〕主要输入参数有:名计井站位的沉道截面积、叶轮进出口叶片构造角等几何参数;大气压力、温度;损失漠型中有关的计弃系效和计炸工况点的转速、流量。主要榆出参数有:计算工况点的增压比、效率及分析内邻流动清况所需的各计算站位上的一些有关参数。 马)对于离心式压气机内的摄失(包括滚击授失、叶轮内外的损失等)老虑了用适当的损失模型来计算。由于引起损...&
(本文共2页)
权威出处：
l引言 采用增压技术,是大幅度提高往复式内嫩机升功率的最有潜力的方法之一。随着往复式内嫌机增压技术的发展,对于增压器的工作性能提出了愈来愈高的要求.对于压气机则希望其具有更高的压力,更高的工作效率和宽广的流量范围.在压气机的研究与设计上,研究人员在压气机气流流动理论,工作机理和结构优化设计等方面进行粉不断深入的工作,特别是随着计算机的广泛应用,使得全面分析压气机工作性能成为了可能.本文所完成的离心式压气机性能计算程序PREC一PCP则是这方面工作的探讨。通过PREc一PcP程序所进行的计算过程,期望能得到较理想的全工况下压气机工作性能预估,从而提出结构参数是否合理,这样就能够进行压气机工作过程分析和结构参数合理性分析,同时还能对压气机的初步设计或改进压气机结构的工作并减少试验工作量. 离心式压气机速度三角形及相应符号如图1所示.2性能计算方式与损失模型 离心式压气机性能计算的墓本问题是在确定了压气机结构参数和给定了空气流量及转速...&
(本文共7页)
权威出处：
1.前言 随着高性能、高压比离心式压气机的发展,由于其性能与压气机叶轮叶型形状有关[11[31,因此,在详细设计压气机时,总是反复调整叶型,以得到与最佳的叶片气动负载相适应的叶型几何形状。人们正在不断探索、研究离心式压气机叶型的任意性与气动参数的关系,以便于修正及获得叶型的任意性。其叶型由原来的抛物线型、圆弧型及椭圆型￡‘]发展到用一般的二次曲线方程代替1 3j「51。从文献[‘l可知,当压比高时,抛物线型显然已不能适应这种性能的需要,其叶轮等嫡效率显著下降,已被椭圆型所代替。但椭圆型当压比在2~4左右时,其叶轮等嫡效率低于圆弧型,而其性能曲线,在低转速时喘振线比圆弧型偏右移。这三种叶型各有优缺点,这是由于叶型型线给定后,无法调整叶型的结果。为了解决这一问题,文献汇3]15]介绍了用一般二次曲线方程来表示叶型,叶型的任意性通过调整六个系数得到,而这六个系数又是待定的。因此,需用六个具有初始条件的方程先求得六个系数后才能确定这个二...&
(本文共6页)
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1前言 离心式压气机加工较易应用广泛。但目前国内多数配径向直叶片叶轮的离心式压气机效率较低,高效率区比较狭窄。很多单位已在研制配置前倾、后弯(后掠)叶片叶轮的压气机.这就有必要研究这种叶轮的造型和加工方法. 我校研究的前倾、后弯(后掠)叶片造型方法,可依据给定的热力计算参数和强度方面对叶片厚度锥度分布等要求,给出二个直纹面作为叶片压力面和吸力面,并考虑加工设备条件差异,提出了几个不同造型方法.用准正交法进行这类前倾、后掠叶片压气机叶轮三元滚场计算,滚场倩况确比径向直叶片叶轮有较大的改善〔1,2,3,4,6〕. 文献〔幻给出了两个直纹面的后掠叶片压一28一气机叶轮造型方法及试验结J乏. 现在离心式压气机叶轮加工方法有二种:a.机械加工切削叶轮叶片:b.先加工出模块,再用精密铸造出叶轮.对此需探讨如何以较少的工作量正确地加工出叶轮。 当叶片面是直纹面时,就为加工、检验带来方便,但具体加工办法还需加以注意〔7〕。 例如有的工厂未找出直...&
(本文共3页)
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一、前 ~二咬 ..口 明... T2 在六十年代katsanis用准正交线方法〔1〕计算离心叶轮流场的基础上,七十年代后期由复旦大学忻孝康等人发展成任定准正交面方法〔2〕。作者在文献〔3〕中应用任定准正交面方法对抛物线成型径向直叶片叶轮的三元流场进行了计算分析和试验研究,在文献〔4〕、〔5〕中对前倾叶片叶轮的三元流场进行了计算分析,在文献〔6〕中特别讨论了计及上下游对流场计算的影响。 近年来,由于对高效低噪离心式压气机的迫切需求,后弯叶轮的应用领域得到很大扩展。例如BBC公司后来推出的4系列增压器即是。毖于所述情况,本文进一步对后弯叶片的离心式压气机进行叶轮三元流场计算,试图与前几种叶轮进行比较并从中得出一些有用的结论。 另外,根据一些产品的实际加工情况,对离散点成型离心压气机叶轮作了详细的公式推导(见附录二)和流场计算。二、流场计算方法山于计算方程组在文献〔4〕中己有详细推导,1.速度梯度方程沿准正交面与S:流而交线方向的速...&
(本文共11页)
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希g/s希g/、aP邝速度径向分速圆周向分速压强烩绝热指数多变指数准正交坐标流线长度半径符号,/。,/。,/。 尸。J/kgPe价刀夕。乙质量流量密度速度与周向夹角流线曲率半径圆周角多变效率介气尹下标: O滞止参数或设计工况9nl叶轮出口或扩压器进口,2蜗壳外缘或扩压器出口 迎l理全 ,二阵Jk乳叮饥护 众所周知,离心式压气机蜗壳除了收集气体外,同时还具有一个重要的作用,即保证叶轮在均匀轴对称环境下工作:如〔1〕文中所述,即使在设计工况下,如果蜗壳设计不当,这40应用力学学报,第5卷种轴对称条件也会被破坏;如果在非设计工况下,蜗壳总是处在非轴对称情形下工作。如【2〕文中提出,这种非轴对称流场在相当大的程度上与经舌部进人蜗壳的流量有关。〔幻、〔“〕本文在〔2〕的基础上,结合涡轮增压器的压气机蜗壳,考虑到舌部间隙处的流量泄漏(以下简称隙漏)影响,用滴修正的方法计及粘性,对蜗壳的非轴对称流场进行了计算,所得结果基本上与实验相接近,表明...&
(本文共11页)
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双级离心压气机气动设计及性能分析 伊卫林
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带分流叶片离心压气机优化设计
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3秒自动关闭窗口高压比离心压气机设计方法研究
离心压气机具有单级压比高、结构简单、尺寸小等特点，广泛应用于微型燃气轮机、涡轴发动机和飞机辅助动力。其中压比10左右的压气机处于热力循环的最佳效率点，应用需求最为急迫。本文开展了高压比离心压气机设计方法的研究工作，完成了一台总压比9.5、效率77.6％、工作裕度12％的离心压气机设计。主要工作包括:　　1.研究离心压气机的初步设计方法，提出将损失模型和数学模型相结合的性能预测方案，并完成初步设计程序的编写。　　2.在初步设计的基础上，通过BladeGen对叶轮进行造型设计。然后采用商业软件NUMECA对该离心叶轮进行了数值分析，结果显示叶轮...展开
离心压气机具有单级压比高、结构简单、尺寸小等特点，广泛应用于微型燃气轮机、涡轴发动机和飞机辅助动力。其中压比10左右的压气机处于热力循环的最佳效率点，应用需求最为急迫。本文开展了高压比离心压气机设计方法的研究工作，完成了一台总压比9.5、效率77.6％、工作裕度12％的离心压气机设计。主要工作包括:　　1.研究离心压气机的初步设计方法，提出将损失模型和数学模型相结合的性能预测方案，并完成初步设计程序的编写。　　2.在初步设计的基础上，通过BladeGen对叶轮进行造型设计。然后采用商业软件NUMECA对该离心叶轮进行了数值分析，结果显示叶轮的等熵效率86.7％，压比11.7。　　3.研究分流叶片的不同布置形式和掠型叶片对叶轮性能的影响。结果表明:分流叶片可以提高叶轮的性能，但是过多的分流叶片会影响叶轮的工作裕度。前掠叶片可以小幅提高叶轮的设计点效率，但工作裕度将变窄。后掠叶片可以在保证设计点效率的同时，提高叶轮的工作裕度。　　4.将不同径向扩压器和本文设计的高压叶轮进行匹配。结果表明:楔形扩压器的扩压性能优于无叶扩压器;带有入口收缩的楔形扩压器比不带入口收缩的楔形扩压器的效率提高2.7％。　　5.设计了弯道和轴向扩压器，研究了气流经过弯道后气流角和速度场的变化规律。收起
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