单级离心通风机内有叶扩压器与无叶扩压器流场数值模拟

分别构建了无叶和有叶扩压器的单级离心风机的计算模型和网格的划分，计算模拟部分并分析计算结果，阐明了无叶和有叶扩压器对风机整机性能的影响，及两种扩压器扩压能力的区别。     

离心压缩机半开式叶轮与叶片扩压器级内流动的数值模拟

对由半开式叶轮和叶片扩压器组成的离心压缩机模型级内部的流动进行了数值模拟，分析了叶轮与叶片扩压器内部的流动情况及相互影响。结果表明，用半开式叶轮代替模拟级中的闭式三元叶轮后，流动情况严重恶化，级出口静压系数降低；与无叶扩压器相比，叶片扩压器使级出口压力系数升高。在相同叶轮出口速度下，叶片扩压器比无叶扩压器中气流速度下降迅速，叶轮出口处平均流场趋于均匀。     

单级跨音速离心压缩机叶片扩压器和不同蜗壳形式耦合的内部流动数值研究

对单级跨音速离心压缩机具有对称和非对称两种形式的圆形截面蜗壳的内部流动进行数值研究, 分析蜗壳内部流动以及蜗壳与扩压器相互作用所导致的流动现象和不同工况条件下蜗壳进口周向流动的不均匀性以及两种蜗壳布置形式下各部件的流动损失.计算结果表明:在设计流量下和大流量下,对称蜗壳的蜗舌附近叶片扩压器通道中出现了回流,发生位置都在叶片扩压器叶片凸面;偏心蜗壳仅在大流量时出现回流现象,蜗舌附近区域内部流动情况略好于对称蜗壳.在非设计流量下,静止部件内部损失均大于设计流量,其中在大流量下尤为明显:扩压器内部损失在静止部件总损失中均占到80%以上,蜗壳内部损失小于20%;小流量下叶片扩压器内部损失所占比例小于大流量工况.     

无叶扩压器对离心压缩机流场及性能影响的数值研究

采用自编的CFD程序数值研究了无叶扩压器对离心压缩机流场及气动性能的影响.采用当地时间步长、多重网格以及隐式参差光顺等技术来加速收敛,以质量流量来代替出口静压的出口边界条件,使出口静压在计算过程中与给定的流量工况自动匹配,大大节省了计算时间.对Krain叶轮后带等面积与直壁两种形式的无叶扩压器离心压缩机内部流场进行了计算与分析,结果表明:直壁型无叶扩压器离心压缩机的效率低于等面积无叶扩压器离心压缩机的效率;直壁型无叶扩压器使得叶轮出口的流动出现分离;扩压器的形式对离心叶轮的整体气动性能影响并不大;在进行离心叶轮数值研究时,叶轮后的延伸区最好采用等面积无叶扩压器,以尽量减小无叶扩压器所引起的计算误差.     

长叶片扩压器稠度对气动性能影响研究

以某离心压缩机为研究对象,通过改变长叶片扩压器的叶片数和叶片弦长2种方式对叶片稠度进行改变,利用数值模拟方法,以最大效率和稳定工作范围为判断依据,结合特性曲线,针对长叶片扩压器稠度的变化范围,分析了长叶片稠度的改变对离心压缩机气动性能的影响。得出如下结论:针对长叶片扩压器,不同于传统对扩压器最优稠度的选择,扩压器的稠度值在1.203 3附近时离心压缩机能达到较高的等熵效率和压比,同时具有较宽的稳定工作范围。     

离心叶轮机械内部非定常流动的数值计算 第一部分 带无叶扩压器的离心通风机

基于CFX软件平台,对带无叶扩压器离心叶轮机械内部的非定常流动进行了数值计算分析研究.结果表明:无叶扩压器内部流动的计算值与实验值相吻合.通过数值计算还可以获得离心叶轮机械内部流动不容易测量区域和气动参数的数据,可为离心叶轮机械的优化设计提供有益的参考.     

离心压缩机扩压器进口流动研究

以某制冷用离心压缩机模型级为研究对象,利用数值模拟的方法,对其扩压器进口真实模型进行了详细分析,考察其形状对间隙泄漏量与主流道流动的影响。建立了主流道与密封腔的真实模型,分析发现密封腔的存在对流动造成了很大影响,且扩压器进口形状对内部流动有一定扰动作用。在此基础上,进行了扩压器进口的改进设计。通过分析改进前后结果发现,减小扩压器进口面积能有效减小密封腔对主流道流动的影响,提高模型级效率与压比,但同时也会造成密封泄漏量的增加。     

半开式离心叶轮与扩压器间流动模态提取与分析

考虑到半开式离心叶轮叶顶间隙流动对离心压缩机流动稳定性的影响,本文采用动态模式分解的方法对比了离心叶轮和无叶扩压器分别在设计工况和近失速工况下的流动结构及其频率信息。结果表明:叶轮出口附近的叶顶间隙流动对无叶扩压器中流动有显著影响,无叶扩压器中出现了和叶顶泄漏流流动相关的涡结构。随着流量的减小,叶顶间隙流动进一步影响无叶扩压器内部流动,涡结构频率变高,径向直径减小并向动静交界面移动,同时靠近盘侧的流场出现不稳定流动趋势。     

不同叶高直板扩压器对压缩机级性能的影响

利用计算流体动力学方法,对3种不同叶高的直板型叶片扩压器下离心压缩机级的三维粘性湍流流场进行了数值模拟计算;对压缩机级的多变内效率和总压比性能曲线进行了比较.通过对气流流动参数在不同叶高扩压器内的分布规律的分析,给出了扩压器叶片高度对气流的影响特点,为流体机械部件的优化提供了数值依据.     

无叶扩压器宽度对压缩机性能影响的实验验证

对扩压器进口宽度对某高压小流量压缩机性能的影响进行了分析，并在实验台上对分析结果进行了验证，得出了无叶扩压器宽度对压缩机性能影响的一些参考结论。     

扩压器稠度对离心压缩机性能影响的数值分析

通过CFD手段,比较了几个不同稠度的叶片扩压器性能与内部流场损失分布,分析了稠度的变化对叶片扩压器喉部流动产生的影响,并对叶片扩压器通过减小叶片数和减小叶片弦长来改变稠度的两种不同方法进行分析,发现通过减小叶片数的方法能够获得较好的压缩机性能。     

多级离心压缩机无叶扩压器内气动性能的数值研究

对某多级离心压缩机的气动性能进行了整级CFD数值模拟,重点研究并比较了级间与级后无叶扩压器内的气动特点。计算方法基于Jameson格式,湍流模型选择Spalart-Allmaras模型。结果表明,在多级离心压缩机中,无叶扩压器的性能对整个机组的总体性能影响很大。级间与级后无叶扩压器内的能量损失都很高,但后者以摩擦损失为主,而前者由于受其下游弯道的影响,流动发生分离,因而其能量损失来源于摩擦与分离的共同作用。     

斜流压气机扩压器流场的数值模拟

用数值模拟方法研究了某高压比斜流压气机级,并对最大效率工况点的扩压器内部流场进行了初步分析。结果表明,斜向扩压器的最大静压恢复系数为0.525,轴向扩压器为0.502;斜向扩压器叶片压力面附面层大面积分离,造成严重的气动损失,使得其总压恢复系数较低;轴向扩压器只在叶片吸力面出现部分附面层分离,总压恢复系数相对较高;经过一排斜向叶片扩压器和一排轴向叶片扩压器,气流流动方向与子午面的夹角总共扭转了大约50°,扭转角度过大因而附面层分离严重,是造成扩压器性能下降的主要原因。     

叶片扩压器对小流量模型级性能的影响

在某离心压缩机小流量模型级叶片扩压器的基础上,改变其叶片的位置和长短,并分别进行数值模拟,通过分析计算结果,研究叶片扩压器对模型级性能的影响.结果表明,叶片扩压器的位置对整级性能有一定影响.     

离心压缩机末级扩压器与排气蜗壳集成优化

通过对离心压缩机末级不同D4/D2条件下的整级模型进行数值模拟,研究无叶扩压器出口直径与叶轮直径之比D4/D2对整级性能的影响。研究结果表明：D4/D2值对整级性能有较大影响,并存在一个使级效率最高的最佳D4/D2值,下游部件排气蜗壳对该值有较大的影响。     

离心通风机叶轮内部流场数值模拟

采用流体计算软件NUMECA,对一离心通风机叶轮进行了数值计算。结果表明叶轮设计流量大于系统所需流量,实际工作时叶轮在失速工况下运行,内部的流动分离现象十分严重。     

Ghost离心叶轮内部湍流流动数值模拟

应用FLUENT软件对Ghost离心叶轮内部湍流流动进行了数值研究,其中湍流模型采用雷诺应力模型(RSM),转子和定子的耦合采用混合平面模型(MP).计算结果与Johnson的试验结果基本一致,表明了RSM能较好的预测离心叶轮内的湍流流动.分析了离心叶轮内部的湍流流动特性,表明边界层内的二次流对低能流体的输运,使叶轮出口形成"尾迹一射流"现象,同时尾迹区的存在造成能量的损失,且尾迹区位置取决于无量纲数Rossby数.     

轴流泵叶轮汽蚀两相流的数值模拟与分析

为了分析某型号轴流泵叶轮汽蚀状态下汽液两相流特征,本文基于均相流模型、RNG k-ε湍流模型与SIM-PLEC算法,分别从外特性和内部流场两方面分析了轴流泵叶轮的空化过程,通过定量分析不同NPSH下轴流泵的扬程下降和空泡分布的对应关系,讨论了不同空化状态下叶轮内部速度场和压力场的分布,寻找出轴流泵空化发生破坏的位置和发展趋势。数值模拟结果表明,空化初生时空泡产生于叶片背面进口轮缘处,随着轴流泵进口压力的不断降低,叶片背面外缘处空泡逐渐向轮毂侧发展,且外缘侧空泡不断向前推进,在装置汽蚀余量NPSH为6.62m时,空泡基本覆盖叶片的背面,此时叶片丧失了部分做功能力,且扬程下降明显。计算模型泵进行了现场运行试验,试验结果表明,数值模拟的空泡分布与实际破坏位置一致,验证了数值计算的准确性,也为解决轴流泵汽蚀破坏问题提供了内流流场参考。