日本午夜精品理论片a级_日韩限制级视频在线观看_亚洲制服丝袜中文字幕无码_亚洲精品在线看

豬場負(fù)壓風(fēng)機(jī)用CFD研究離心壓縮機(jī)葉頂間隙對內(nèi)部流場的影響離心

摘要：采用商用軟件NUMECAL中FINE/TURBO模塊對低速大尺度離心壓縮機(jī)(LSCC)在不同間隙條件下的內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值模擬。給出了壓縮機(jī)葉輪出口處的通流速度分布以及不同截面二次流矢量、二次流流線等計(jì)算結(jié)果。結(jié)果表明：葉頂間隙的大小與泄漏流動的強(qiáng)度和通道內(nèi)的尾跡區(qū)位置分布密切相關(guān)，泄漏流動與通道渦的相互作用嚴(yán)重影響了通道內(nèi)的流場分布。

0引言
在離心壓縮機(jī)葉輪中，因?yàn)槿~頂間隙的存在，葉頂間隙泄漏就不可避免。但葉頂間隙泄漏流動的復(fù)雜性和試驗(yàn)手段的限制以及現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)使數(shù)值模擬成為研究葉輪內(nèi)部復(fù)雜流動的重要且有效的工具。近年來，各國的學(xué)者對葉頂間隙泄漏流動的機(jī)理和模型進(jìn)行了大量的理論分析，但大部分研究對象都是軸流壓縮機(jī)內(nèi)部的間隙泄漏流動，而對離心壓縮機(jī)內(nèi)部的間隙泄漏流動的研究工作報(bào)道則相對少一些。因?yàn)殡x心壓縮機(jī)內(nèi)部流動的幾何邊界和動力學(xué)條件更為復(fù)雜，使得壓縮機(jī)葉頂間隙泄漏流動比較復(fù)雜[1-3]。這種泄漏流動和葉片通道里面的二次流動的相互作用極大地影響了離心壓縮機(jī)的性能和內(nèi)部流場。因此，對葉頂間隙對壓縮機(jī)內(nèi)部流場的影響進(jìn)行深入的分析研究顯得十分必要。本文就對同一葉輪在3種不同間隙時所產(chǎn)生的泄漏流動與這些通道渦的相互作用對流場的影響進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，對葉頂間隙泄漏進(jìn)行了較為詳細(xì)地比較分析。
1研究對象和數(shù)值方法
研究的對象為低速大尺寸離心壓縮機(jī)(Low-SpeedLarge-ScaleCentrifugalCompressor)，它是美國航空航天局研究中心在1983年為進(jìn)行葉輪機(jī)械的基礎(chǔ)研究專門建立的試驗(yàn)裝置[8]。試驗(yàn)葉輪為半開式后向葉輪，共有20個長葉片，出口角是55°。進(jìn)口直徑為870mm,進(jìn)口葉片高度為218mm,出口直徑為1524mm,出口寬度為141mm。葉輪進(jìn)口到出口的葉頂間隙為2.54mm。為研究不同葉頂間隙對壓縮機(jī)流場的影響，對3種不同的葉頂間隙進(jìn)行了計(jì)算，這3種間隙分別為0%、50%、100%倍的設(shè)計(jì)間隙,該葉輪的設(shè)計(jì)間隙為2.54mm。
采用NUMECA中Augogrid生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，其中葉片尾緣為鈍頭結(jié)構(gòu)，尾緣部分采用單獨(dú)的網(wǎng)格塊，葉頂間隙采用蝶形網(wǎng)格。主通道在流向、徑向、周向的網(wǎng)格數(shù)分別為129×73×61，尾緣網(wǎng)格塊周向網(wǎng)格數(shù)分別為33×73×13，設(shè)計(jì)頂部間隙布置13個網(wǎng)格點(diǎn)，50%頂部間隙布置7個網(wǎng)格點(diǎn)。在壁面及前后緣加密，整個計(jì)算區(qū)域網(wǎng)格約為65萬左右。圖1為計(jì)算網(wǎng)格示意圖：（a）為子午面網(wǎng)格；（b）為三維網(wǎng)格示意圖。為表示清楚，網(wǎng)格點(diǎn)顯示采用隔點(diǎn)顯示，且在三維網(wǎng)格示意圖中沒有顯示機(jī)殼面網(wǎng)格。使用Bladwin-Lomax代數(shù)模型，使用中心差分格式對空間進(jìn)行離散，時間推進(jìn)選用四階顯式Runge-Kutta方法。計(jì)算時使用三重“V型”網(wǎng)格循環(huán)，CFL數(shù)取3。在計(jì)算過程中給定壓縮機(jī)進(jìn)口和出口邊界條件，進(jìn)口給定總溫、總壓和絕對氣流角，出口給定壓縮機(jī)的質(zhì)量流量和背壓。對固體壁面取用不滲透、無滑移和絕熱的
邊界條件。


（a）子午面網(wǎng)格示意圖（b)三維網(wǎng)格示意圖

圖1網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
2計(jì)算結(jié)果及分析

2.1出口通流速度



圖3給出了設(shè)計(jì)流量下葉輪出口附近J=167測量面上（圖2為各個測量截面位置示意圖），3種不同大小的間隙條件下計(jì)算得到的通流速度Cm/U2分布,Cm為流體的子午速度,U2為出口葉頂速度153m/s。圖片中各截面左邊為壓力面PS，右邊為吸力面SS。圖3a為試驗(yàn)測量的通流速度分布圖，其余均為計(jì)算所得通流速度分布圖；圖3b為100%間隙；圖3c為50%間隙；圖3d為0%間隙。對照圖3a和圖3b，看出計(jì)算與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好，能真實(shí)地反映實(shí)際流動。在這一截面上，間隙的大小對尾跡的發(fā)展影響非常明顯
：當(dāng)葉頂間隙為零時，尾跡區(qū)位于吸力面和輪蓋的角區(qū)，占據(jù)區(qū)域很小，等值線速度分布比較均勻。隨著間隙的增大，尾跡區(qū)沿著輪蓋向壓力面擴(kuò)大，特別是100%間隙條件下，尾跡區(qū)占據(jù)通道頂部20%葉高的區(qū)域，而且在輪蓋處形成密集的等值線分布，這些等值線在輪蓋中間段有明顯的突起。從計(jì)算結(jié)果看出，在葉片的壓力面和吸力面也形成密集的邊界層，這種密集的邊界層對通流速度等值線在流道中心區(qū)域的曲率變化有很大的影響[7]。

2.2二次流動分析

二次流動不同的定義方法得到的結(jié)果也會略有不同。本方法是參照文獻(xiàn)[4]的定義方式，即主流方向定義為機(jī)殼面的幾何中心平均方向，二次流的矢量定義在與主流方向垂直的平面內(nèi)。圖4是3個不同截面在3種不同間隙條件下的二次流的速度矢量和流線。從圖4a中看出，隨著間隙的增大，吸力面的通道渦BVS在向壓力面擠壓，100%間隙時吸力面的通道渦BVS面積明顯比0%間隙的大，但和50%間隙條件下差別不明顯。由圖4b看出，在該截面壓力面通道渦BVP已經(jīng)形成，但是隨著間隙的增大，泄漏流動的增強(qiáng)，在一定程度上抑制了通道渦BVP在通道頂部向吸力面的發(fā)展。這種現(xiàn)象解釋為在機(jī)殼附近，由于壁面附面層的粘性和葉頂間隙的泄漏流動，使得流體在通道頂部向壓力面流動。而在通道下半部分，通道渦BVP在壓力梯度作用下向吸力面移動。這個現(xiàn)象在100％間隙條件下非常明顯。在截面(c)中看出,在沒有間隙時，通道渦呈現(xiàn)出一強(qiáng)一弱，通道內(nèi)的流動有所改善。而在50％設(shè)計(jì)間隙條件下，通道渦BVP繼續(xù)向右移動，將通道渦BVS擠壓到通道右側(cè)很小的范圍內(nèi)。同時在壓力面與機(jī)殼角區(qū)有一個角渦開始形成。在100％間隙條件下，同50％間隙一樣，通道渦BVS被擠壓到吸力面一側(cè)，因?yàn)樾孤┝鲃拥脑鰪?qiáng)，在通道的頂部形成泄漏渦。對比3組截面看出，前兩組的流線在50%和100%間隙條件下區(qū)別并不明顯，而在截面170處3種間隙對二次流動的影響則非常大。這說明在流道前端葉頂間隙的大小對通道渦的影響不是很明顯，而在流道的后部，葉頂間隙的大小對通道渦的影響很大，使流道內(nèi)的流場變得非常復(fù)雜，對整個葉輪的性能有很大的影響。


(a) 無葉頂間隙

( b) 葉頂間隙為設(shè)計(jì)間隙的1/2

GDF系列離心風(fēng)機(jī)，吸取國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)制成的新型產(chǎn)品，該產(chǎn)品可直接與風(fēng)管連接，性能好，運(yùn)行平穩(wěn)人，噪聲低，結(jié)構(gòu)合理緊湊，安裝方便，是九十年代填補(bǔ)國內(nèi)空白替代進(jìn)口產(chǎn)品。

二。型號結(jié)構(gòu)
　　葉輪由多個前向圓弧鋁合金葉片，前盤，后盤組成，均采用機(jī)械化模具制作而成，并經(jīng)靜，動平穩(wěn)校驗(yàn)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，具有良好的空氣動力性能。
　　機(jī)殼采用鍍鋅鋼板或不銹鋼板，經(jīng)機(jī)械化及模具加工后點(diǎn)焊接而成。結(jié)構(gòu)牢固，合理緊湊。電機(jī)支座采用鍍鋅經(jīng)機(jī)械化模具制作成形。
　　電機(jī)均用單支撐外旋電機(jī)，葉輪固定在電機(jī)外殼上，電機(jī)支撐端固定在電機(jī)支座上，電機(jī)支座固定在機(jī)殼頂板上，由電機(jī)外殼旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)。
三。風(fēng)機(jī)用途
　　該產(chǎn)品可用于賓館，商場，醫(yī)院，影劇院，歌舞廳，禮堂，大專院校和科研單位，以及工業(yè)與民用建筑內(nèi)的通風(fēng)換氣。
四。使用條件
　　輸送氣體的種類：空氣和其他不自然的。無腐蝕性的，對人體無害的氣體。
　　氣體內(nèi)的雜質(zhì)：氣體內(nèi)不許有粘性物質(zhì)，所含的塵土及硬顆粒物大于120mg/m3。
　　氣體溫度使用范圍：-20攝氏度-80攝氏度。
　　該系列風(fēng)機(jī)僅使用在室內(nèi)安裝，并應(yīng)按樣本主視圖方位安裝，不得上下顛倒安裝，不準(zhǔn)側(cè)立安裝，否則會影響電機(jī)使用壽命。如需裝于室外，必須考慮電機(jī)的防雨措施。
五。設(shè)計(jì)選用說明
　　該管道風(fēng)機(jī)屬前向多翼型離心風(fēng)機(jī)，在相同風(fēng)量，分壓情況下，其噪聲比軸流風(fēng)機(jī)低的多。本系列風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，風(fēng)壓，噪聲等參數(shù)是根據(jù)許多工程實(shí)際需要提出的，廣泛適用于公共場所的送，通風(fēng)工程。
　　在該風(fēng)機(jī)外殼頂面上標(biāo)有出風(fēng)方向的箭頭，可避免反向安裝，保證送，通風(fēng)系列的下正常使用。當(dāng)被輸送低溫空氣有可能造成機(jī)殼和管道外表面結(jié)露時，應(yīng)設(shè)計(jì)保溫層。風(fēng)機(jī)的噪聲是額定風(fēng)量，風(fēng)壓未接風(fēng)管時距進(jìn)風(fēng)口一米處側(cè)得的平均數(shù)，配有進(jìn)，通風(fēng)管，則噪聲將有所衰減。對于噪聲要求較高的場合，應(yīng)在進(jìn)，通風(fēng)管道上配置消聲彎頭或消聲器。風(fēng)機(jī)配用單相（200V）電機(jī)的電源接線圖放置在風(fēng)機(jī)電源接線盒內(nèi)。
　　風(fēng)機(jī)運(yùn)行時振動小，一般不需采取減振措施。若設(shè)計(jì)認(rèn)為有必要，可在風(fēng)機(jī)支承外加減振橡膠或減振彈簧



豬場負(fù)壓風(fēng)機(jī)
車間降溫
河北負(fù)壓風(fēng)機(jī)價格

鋒速達(dá)是水簾生產(chǎn)廠家|環(huán)保空調(diào)生產(chǎn)廠家|屋頂風(fēng)機(jī)廠家|，鋒速達(dá)承接規(guī)劃：豬場降溫|車間降溫|廠房降溫|豬場通風(fēng)|車間通風(fēng)|廠房通風(fēng)|屋頂排風(fēng)機(jī)|屋頂排熱|廠房通風(fēng)降溫|車間通風(fēng)降溫|通風(fēng)換氣排熱降溫工程|屋頂風(fēng)機(jī)安裝|負(fù)壓風(fēng)機(jī)安裝|水簾安裝|環(huán)�？照{(diào)安裝|通風(fēng)設(shè)備安裝|通風(fēng)降溫設(shè)備|通風(fēng)系統(tǒng)安裝案例|通風(fēng)降溫系統(tǒng)|屋頂通風(fēng)機(jī)|屋頂排風(fēng)系統(tǒng)
相關(guān)的主題文章:
推薦案例