不同类型扩压器下离心式压缩机级性能的数值模拟与试验研究.docx
《不同类型扩压器下离心式压缩机级性能的数值模拟与试验研究.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《不同类型扩压器下离心式压缩机级性能的数值模拟与试验研究.docx(9页珍藏版)》请在第一文库网上搜索。
1、一、引言离心压缩机作为一种提高气体压力的通用设备,广泛应用于冶金、电子、造船、食品医药、石油化工、纺织化纤以及污水处理等非常重要的工业领域。近年来随着我国基础工业的快速发展,资源和环境等因素开始制约工业化进程,节能、减排是当今世界,特别是发展中国家工业发展的主线。我国在2。世纪9O年代就提出了要走技术含量高、环境污染少、资源消耗低、经济效益好、人力资源优势能够得到充分体现和发挥的新型工业化道路。而离心压缩机在工业领域耗能巨大,应该要引起社会各界的重视。因此,设计高技术水平的离心压缩机是当务之急,提高离心压缩机实际运行效率,对经济发展,降低能源消耗,节能环保,走新常态的工业化道路将会产生重要的影
2、响。众所周知,离心压缩机的通流部件设计和气动设计相当复杂,其内部流动也难以预测,如果气动设计和结构设计不合理或者动静元件不匹配,会导致压缩机级的性能和级的效率降低。常出现的情况有二次流和分离流,另外还有叶片尾迹流、边界层内的流动、叶轮和叶尖动静面之间的泄漏以及旋转失速和喘振等,在这些流动现象的共同作用影响下,离心压缩机内部的气动结构及传热特性就显得异常复杂。由于复杂流动和各种影响因素又相互作用,因此研究和设计难度显而易见。多年以来,研究和设计人员是通过优化设计叶轮来提高离心压缩机的性能,但忽略了非常重要的静止元件,就是扩压器和蜗壳,这些静止部件都存在着能量的损失。对于这些静止部件特别是扩压器,
3、其内部流动更加复杂,所以非常有必要对扩压器进行深入的研究和探索。二、研究对象研究对象是某高压比离心压缩机,该压缩机叶轮为扭转叶片,采用无叶扩压,蜗壳是非对称蜗壳。叶片和扩压器的主要几何参数见表10叶轮的三维模型图如图1所示,其为半开式三元流后弯叶轮。表1叶轮和扩压器主要几何参数叶轮扩压器进口叶尖直径/nun348后叶扩压器进口直径/mm683叶片出口直径mm678二叶扩年不;r不/n890设计间隙尺寸/mn】1.2出口宽度mm26.5出口宽度mm26.5叶片数16设计转速/r-min113081彳图1叶轮的三维模型图三、叶片扩压器的数值模拟和分析叶片扩压器可以在不降低压比的情况下,可以取得一定
4、的增效效果,因此在离心压缩机设计中获得广泛应用。以下对无叶扩压、7叶片扩压器和11叶片扩压器进行了数值模拟及对比,以及通过对离心压缩机内流场的分析探讨叶片扩压器对离心压缩机性能的影响及其作用机理。3.1 性能曲线对比采用NUMCA软件对无叶扩压器、7叶片扩压器和11叶片扩压器的离心压缩机级进行数值模拟,可以得到处理后的性能曲线。图2为无叶扩压器、7叶片扩压器和11叶片扩压器性能曲线的对比图。图2无叶扩压器器、7叶片扩压器和11叶片扩压器性能曲线对比由图2可见相比于无叶扩压器有叶片扩压器可以获得良好的效果,压缩机级的静压比在整个工作范围内得到明显提高,设计点附近的多变效率也在一定程度上得到了提升
5、,但在偏离设计点较远的区域(即近喘振点和近堵塞点区域),有叶片扩压器反而会使压缩机级的多变效率下降,但7叶片扩压器的多变效率下降趋势比11叶片扩压器的多变效率下降趋势有所缓和。从整体情况来看,7叶片扩压器效果较好,其设计点静压比提高了12.63%多变效率提高了0.71%。3.2 设计点流场分析图3是设计点无叶扩压器、11叶片扩压器和7叶片扩压器的叶轮子午面精值云图。由图可见,在叶轮轮盖侧和扩压器通道内燧值明显较大。与无叶扩压器相比,带叶片扩压器内的牖值有所减小,这是由于扩压器叶片的导流作用,使叶轮出口的气流沿着扩压器叶片的方向流动,缩短了气流流程,从而损失减小,其中7叶片扩压器的精值最小。所以
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 不同类型 扩压器下 离心 压缩机 性能 数值 模拟 试验 研究