流体工况对离心式风机喘振的影响
发布时间：2023-11-18 07:58
喘振是离心式风机运行过程中的常见故障,严重影响了风机运行的安全性和可靠性。而风机的实际使用工况通常与生产设计时的标准工况不同,使得风机在使用过程中的性能与标准设计性能相比发生很大改变。因此研究流体工况对离心式风机喘振的影响,对合理选用风机型号和选取适当检修控制措施具有一定的指导意义。本课题以LKFB-A-355型离心式风机作为研究对象,采用ANSYS Workbench 16.0软件平台中的Fluent软件,对不同流体工况下离心式风机的内部流场进行了数值模拟。结果表明,风机吸入气体温度升高或入口压力降低时,全压-流量性能曲线整体向左下方偏移,峰值点也向左下方偏移,高效工作区域变窄。风机出口静压相同,吸入气体温度越高或入口压力越低,喘振时体积流量波动的振幅越大、频率越低,且流道内回流量越大,低速区和涡旋结构堵塞流道的现象越严重。以风机内部流场的数值模拟结果为基础,利用ANSYS Workbench 16.0软件平台中的Static Structural软件对风机叶轮进行了单向流固耦合分析。结果表明,风机在由设计工况变为喘振工况时,叶轮内部受力引起的von-Mises等效应力最大值位置由叶...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 旋转失速与喘振
1.2.2 风机喘振的诊断及控制
1.2.3 风机内部流场的数值模拟
1.3 研究目标和研究内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
第2章 数值计算相关基本理论
2.1 流体动力学基本方程
2.1.1 质量守恒方程
2.1.2 能量守恒方程
2.1.3 状态方程
2.1.4 本构方程
2.2 湍流模型
2.2.1 标准K-ε模型方程
2.2.2 近壁面处理函数
2.3 流固耦合基本理论
2.3.1 流固耦合分析方法
2.3.2 流固祸合求解方法
2.4 ANSYSWorkbench16.0软件介绍
2.5 本章小结
第3章 离心式风机的实验研究
3.1 风机的选定
3.2 实验平台的搭建
3.2.1 实验平台的主要组成部分
3.2.2 测量仪器简介
3.3 实验方案的确定
3.4 实验数据的整理
3.5 本章小结
第4章 流体工况对离心式风机性能曲线的影响
4.1 离心式风机模型的建立
4.1.1 建模数据的测量
4.1.2 叶轮模型的建立
4.1.3 流体区域模型的建立
4.2 离心式风机网格的划分
4.2.1 网格划分技术
4.2.2 网格无关性检验
4.3 边界条件的设置
4.4 模拟计算结果与分析
4.4.1 模型正确性验证
4.4.2 吸入气体温度不同时的性能曲线
4.4.3 风机入口压力不同时的性能曲线
4.5 本章小结
第5章 流体工况对离心式风机喘振时流场的影响
5.1 喘振工况点的确定方法
5.2 计算过程
5.3 体积流量震荡图
5.4 模拟结果与分析
5.4.1 设计工况下风机的流体动力学特征
5.4.2 喘振工况下吸气温度293K时风机的流体动力学特征
5.4.3 喘振工况下吸气温度323K时风机的流体动力学特征
5.4.4 喘振工况下入口压力改变对风机流体动力学特征的影响
5.5 本章小结
第6章 不同流体工况下离心式风机叶轮的流固耦合分析
6.1 设计工况下叶轮的强度分析
6.1.1 von-Mises等效应力分析
6.1.2 σ1等效应力分析
6.2 喘振工况下吸气温度293K时叶轮的强度分析
6.2.1 von-Mises等效应力分析
6.2.2 σ1等效应力分析
6.3 喘振工况下吸气温度323K时叶轮的强度分析
6.3.1 von-Mises等效应力分析
6.3.2 σ1等效应力分析
6.4 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢
本文编号：3864874
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 旋转失速与喘振
1.2.2 风机喘振的诊断及控制
1.2.3 风机内部流场的数值模拟
1.3 研究目标和研究内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
第2章 数值计算相关基本理论
2.1 流体动力学基本方程
2.1.1 质量守恒方程
2.1.2 能量守恒方程
2.1.3 状态方程
2.1.4 本构方程
2.2 湍流模型
2.2.1 标准K-ε模型方程
2.2.2 近壁面处理函数
2.3 流固耦合基本理论
2.3.1 流固耦合分析方法
2.3.2 流固祸合求解方法
2.4 ANSYSWorkbench16.0软件介绍
2.5 本章小结
第3章 离心式风机的实验研究
3.1 风机的选定
3.2 实验平台的搭建
3.2.1 实验平台的主要组成部分
3.2.2 测量仪器简介
3.3 实验方案的确定
3.4 实验数据的整理
3.5 本章小结
第4章 流体工况对离心式风机性能曲线的影响
4.1 离心式风机模型的建立
4.1.1 建模数据的测量
4.1.2 叶轮模型的建立
4.1.3 流体区域模型的建立
4.2 离心式风机网格的划分
4.2.1 网格划分技术
4.2.2 网格无关性检验
4.3 边界条件的设置
4.4 模拟计算结果与分析
4.4.1 模型正确性验证
4.4.2 吸入气体温度不同时的性能曲线
4.4.3 风机入口压力不同时的性能曲线
4.5 本章小结
第5章 流体工况对离心式风机喘振时流场的影响
5.1 喘振工况点的确定方法
5.2 计算过程
5.3 体积流量震荡图
5.4 模拟结果与分析
5.4.1 设计工况下风机的流体动力学特征
5.4.2 喘振工况下吸气温度293K时风机的流体动力学特征
5.4.3 喘振工况下吸气温度323K时风机的流体动力学特征
5.4.4 喘振工况下入口压力改变对风机流体动力学特征的影响
5.5 本章小结
第6章 不同流体工况下离心式风机叶轮的流固耦合分析
6.1 设计工况下叶轮的强度分析
6.1.1 von-Mises等效应力分析
6.1.2 σ1等效应力分析
6.2 喘振工况下吸气温度293K时叶轮的强度分析
6.2.1 von-Mises等效应力分析
6.2.2 σ1等效应力分析
6.3 喘振工况下吸气温度323K时叶轮的强度分析
6.3.1 von-Mises等效应力分析
6.3.2 σ1等效应力分析
6.4 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢
本文编号：3864874
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3864874.html