【摘 要】
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随着能源的紧缺和自然环境的恶化,国家对发动机的经济性和排放性提出了更高的要求,涡轮增压器有效地改善了发动机尾气对环境的污染,而如何使涡轮增压器更节能、更高效地工作
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随着能源的紧缺和自然环境的恶化,国家对发动机的经济性和排放性提出了更高的要求,涡轮增压器有效地改善了发动机尾气对环境的污染,而如何使涡轮增压器更节能、更高效地工作已成为科研人员探索与研究的重要课题。涡轮机作为涡轮增压器最为关键的部件之一,其性能的好坏直接影响增压器的效率,并对发动机性能产生一定的影响。本文以某船用轴流涡轮增压器为研究对象,对该轴流增压器涡轮机进行了内部流场分析和涡轮强度计算。本文利用SolidWorks三维造型软件建立了轴流涡轮机的几何模型,并在Hypermesh软件中对几何模型进行了网格单元划分,得到计算模型;使计算模型分别在磨合转速、标定转速、最大转速三个不同转速工况下,利用Fluent对涡轮机的内部流场进行了CFD分析,通过分析提出将原24叶片涡轮改为28叶片涡轮和20叶片涡轮两种结构改进方案。将两种方案在相同的条件下进行CFD分析,对比两种优化方案模拟结果,得出20叶片涡轮可以更好改善船用轴流增压器的性能。使用Ansys软件对原涡轮以及改进涡轮进行结构分析,以确保增压器正常运转。设定多个转速,观察模型的应力及综合变形图,找出所受应力的最大点处,通过对比显示20叶片涡轮与原模型涡轮在最大转速下最大应力均不超过许用应力,权衡流场与强度两个方面,可以得出对原模型提出20叶片涡轮的优化方案可行。
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