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离心压气机内部流动特性与流场结构研究

孙志刚  
【摘要】:离心压气机作为主要的增压装置,在国民经济各部门中发挥着非常重要的作用。由于离心压气机内部流动极其复杂,加之缺乏有效的研究手段,使当前离心压气机内部流动特性和流场结构的研究还存在着诸多不足,难以为工程设计和理论分析工作提供充分的指导。本文在前人实验结果的基础上,结合数值模拟和理论分析方法对离心压气机的内部流动特性和流场结构进行深入研究,主要研究内容如下: 1.通过与文献中离心压气机实验结果详细对比,全面考察数值计算方法模拟离心压气机总体性能和流场细节能力,验证数值研究方法的准确性与可信度。 2.通过对半开式离心叶轮中主要的二次流结构及其各自的分布特点、形成机理和变化规律进行总结,提出半开式离心叶轮二次流结构的三维模型,进一步深化对离心叶轮二次流结构的理解与认识。 3.对射流尾迹结构进行详细研究,阐明射流尾迹结构的形成机理并给出其三维模型;对尾迹区内部气动参数特点进行分析,深入总结射流尾迹结构各方面特性。 4.通过对Krain后弯叶轮的计算与分析,详细研究后弯叶轮中二次流结构和射流尾迹结构的变化规律和特点,具体分析叶片后弯改善叶轮内二次流分布、减弱射流尾迹结构的作用。 5.开展离心压气机与轮盘空腔耦合计算,详细研究轮盘空腔内部流场特点和流动机理,全面分析轮盘空腔对离心压气机性能的影响。


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