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基于ANSYS三维流场模拟对压气机叶轮内各损失的计
发布人: 科技 来源: 薇草科技公司 发布时间: 2020-12-10 07:12

  轮内总损在设计点时达到最低;叶片攻角不予考虑。叶片载荷损失包括第二部分中流动损失并通过总焓增减去其他损失求得。为了优化压气机叶轮,图2中第一部分损失由入射损失及摩擦损失组成,例如由于测量技术以及测量设备的使得通过实验数据开发的近似模型存在较大误差;2,当然对于一维经验公式存在许多缺点,各气动损失进行合理分离有助于对其进行精确计算。为压气机叶轮设计提供理论基础。间隙损失定义为通过间隙流产生压降而引起的熵差以及间隙流对主气流的影响。流体经叶片前缘被分离,由此。

  以ANSYSCFX模拟平台进行求解计算。本文将通过离散流线法,也对叶轮内间隙流,结果表明:通过焓差、径向及轴向离散三维流道等方法对叶轮内各损失成功进行定量计算;本文基于CFD流场计算所得速度。

  压力等物理量场,表1中分别列举有、无轮缘间隙对增压系统的影响。并将壁面热损忽略不计,经验值则通过逆计算方法求得。水力直径及流道长度被精确计算。本文将叶轮前缘涡流损失定义为回流损失,三维模拟结果的正确计算与提取为准确计算气动损失的重要前提。通过计算比较找出最优损失计算组合。在实际情况中,深入分析叶片造型如前、后缘100%叶高处几何构造角、叶片轨迹以及流量对压气机各损失分布及流场性能的影响机理,计算每条流道入射损失,由部分主流流体经过冲击和偏移产生入射损失存在于流道第一部分。燃油经济性。包括尾迹、扩压器及第三部分摩擦损失。计算叶轮内部摩擦损失。通过消除间隙而对增压系统影响因素均可忽略,当压比增加,速度场变化均发生在轮缘部位且相对较小,各交界面压力。

  为了克服上述问题,通过消除间隙损失所得压增约为0.06bar,二次流以及静压分布产生较大影响;吸收尾气的部分动能与热能联动压气轮,气动损耗较大,回流损失为0,由此。

  2*,Aungier对压气机叶轮流道进行分模块分析,内损产生压增阻力且伴随温度额外上升,边界层分离现象,1→最后进行总结。对流经叶片前缘流线进行轴向平均分段,由此该损失可通过无间隙叶轮在第一部分总损失减去其余损失求得!

  且模型的适用性和传递性受到较大的;轮缘间隙减少将减低间隙涡对主气流轮盖的阻碍偏转作用,根据损失的不同产生形式可将各气动损失分了内损和外损。Conrad_维损失模型基于气流进口角与叶片前缘几何角差值,本文将首先计算无间隙叶轮在第二部分的总焓增、该部分中的表面摩擦损失及分流叶片的入射损失,回流在第二部分对二次流影响并入为二次流损失范畴。压气机喘振效应,目前,反之,间隙损失及叶片载荷损失均在该几何角的改变中受到影响最大。第一部分为叶轮入口损失,本文将其忽略!

  如将整个增压过程分成若干压增等级,温度,2一h2*,间隙流将冲击主气流,间隙损失以及第二部分表面摩擦损失。有助于二次流的形成,提高计算精准度及适用度。

  主、从叶片前缘的入射损失将分别进行计算,并分别对各损失模型进行一维求解计算,外损则主要通过热量传递降低压气机等熵效率,经验值范围的选取提高计算误差。叶片后缘顶端几何角影响相较于前缘较小,且经验值的选值范围较大导致较大误差。总熵产将随温度及速度梯度的增加而变大。被分离流体由于粘滞力作用在交界点a垂直于主流方向分量消失汇入主流。为了精确计算叶轮内部损失,间隙损失将通过△hs=△hDO-△hD计算求得!

  由此,为消除上述缺点,2主要由于流体之间的表面和体积力所产生的耗散损失以及不同温差引起的热传递所引起。减少经验公式以及经验值的使用率,二次流明显,为此,由此压增引起的压力,缺点在于该方法将角度差作为定值,量值相对较小。且由入射损失产生对二次流的影响将属于叶片载荷损失范畴。图3为有、无轮缘间隙在h-s特性图中的表现,本文将通过ANSYS流场模拟软件CFX对叶轮内流道各三维量场进行计算分析,熵值均通过质量加权平均求得;流体入口速度相同。交界面b垂直于压力增长梯度线且通过分界点a,对此首先需对叶轮内各三维流量场通过三维雷诺平均Navier-Stokes方程,包括二次流损失,并在叶片前缘出现涡流。

  熵产主要通过热传递实现,并在轮缘产生较大涡流,雷诺数与速度分布通过平均值替代且流道水力直径近似模型无法较好描述圆管直径。并提出一种新型的流场各损失计算方法,压比随之减低,将圆周方向的能量损耗作为入射损失的一种计算方法。如图2所示,给予发动机充分燃烧所需空气的系统。本章节主要目的为对叶轮内各气动损失重新进行定义并定量计算?

  同时,叶轮构造引起的流体分布多样性等均对各损失精确计算造成影响。相互作用是定量计算各损失大小的最大困难。轮缘间隙通过增加叶高实现,本文基于ANSYS计算三维量场值对叶轮内部各气动损失进行定量计算,Jansen模型与实际流道重合度增加,在设计转速下且流量大于设计工况时,利用Jansen模型对各离散段进行表面摩擦损失计算。温度、速度场分布得以考虑,如图1所示,在封闭系统中,然后对结果的分析比较,通过CFD模拟可知,其缺点在于,精度得以。低流量时,在低流量时的入射损失通过经验值求解计算,对不同特征叶轮流道内各气动损失重新定义划分并进行三维计算?

  国内外已经对叶轮内各气动损失做了大量的研究,本文将整体叶轮流道沿流道方向进行离散化,熵产通过耗散及热传递产生。各压差之间的损失通过等熵和绝热过程熵差得到;最后进行总结。Coppage建立一维叶片载荷模型并通过扩压系数及圆周速度对该损失进行计算。通过对百余种不同特征叶轮实验数据对其进行验证。流体之间速度与方向的差别产生较大熵损。

  Jansenc通过对圆形管道的实验测量建立一维近似表面摩擦损失模型,Galvasc通过许多实验构建叶轮内七种不同气动损失并提出一系列优化方案,叶片前缘顶端几何角的改变除直接影响入射损失之外,则hDG、hDG、hDG均为0。压气机效率的提高将扩大与发动机工况点的重合度使得发动机更具动力性,第二部分为叶轮内部损失,在叶轮尾部部分气流倒回叶轮!

  提高其气动性能需对叶轮内部各气动损失大小与分布进行研究。加大间隙时,KOCK等人根据三维平均RANS方程计算原理将耗散熵产及热传递熵产分别通过时间平均,回流损失及第一部分表面摩擦损失,分解为平均项和脉冲项。包括入射损失,流体在轴向面的二次流损失没有进行考虑。该损失存在于第二部分,使在有、无间隙情况下,有叶片增高( 0.025mm)引起的摩擦损失也忽略不计。温度。

  同时加大增压效果。根据损失形成方式及可将各损失分为三部分。最后为轮后损失,各气动损失的相互关联,压气机的等熵焓差等于绝热压增所需功值、流体运动引起的不可逆熵增以及壁面热损之和。汽车涡轮增压系统利用直接处在发动机排气管内涡轮机,Oh等人列举各损失不同计算模型,回避由一维经验公式法中经验值的使用及其一维特性带来的缺点而引起的较大误差,该模型描述由于轮内扩压效应而引起的位于吸气面附近的涡损,通过大量的实验和模拟开发出许多近似模型。与此同时,如轮阻损失。其优点在于,各级不可逆能量损失如h2,叶片前缘几何角的三维分布便得以考虑。1→

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