【摘 要】
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21世纪以来,能源和环境问题已经逐渐成为世人关注的焦点,由于增压技术能够有效地节约能源、减少环境污染,因此得以广泛应用。压气机是增压系统核心元件之一,其工作性能的好坏
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21世纪以来,能源和环境问题已经逐渐成为世人关注的焦点,由于增压技术能够有效地节约能源、减少环境污染,因此得以广泛应用。压气机是增压系统核心元件之一,其工作性能的好坏将对增压效果产生重要影响。目前,利用计算流体力学软件对离心压气机内部流动进行数值模拟和运用有限元法对叶轮强度进行分析,是确保压气机能高效、安全工作的有效手段之一。本文以某型号涡轮增压器用离心压气机为研究对象。首先,运用计算流体力学软件ANSYS CFX对带分流叶片的离心压气机内部流动进行数值模拟,并将结果与不带分流叶片的压气机内部流动进行对比分析,通过比较得知带分流叶片的压气机内部流动更加稳定,且分流叶片在一定程度上能够改善压气机的工作性能;然后,讨论了不同长度分流叶片对压气机性能的影响,从而得到比较适合本文所研究压气机的分流叶片长度;之后,利用Static Structural(ANSYS)模块对离心压气机叶片、叶轮进行单向流固耦合分析,得到了设计转速工况下不同载荷作用时叶片及叶轮的应力和变形图,确定了最大等效应力和最大变形出现位置以及主要应力集中部位;最后,计算了不同转速工况下带分流叶片叶轮的最大等效应力,并根据计算结果绘制了转速-最大等效应力曲线,从而得到了该叶轮的低周疲劳临界转速和极限转速。通过本文的研究,初步了解了带分流叶片的离心压气机内部流动情况,校核了叶轮结构强度的安全可靠性,模拟计算结果也可为今后进一步改善叶轮结构、提高压气机使用寿命提供重要参考。
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