基于叶片载荷分布的离心压缩机叶轮设计与优化

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1、犬遠裡？大學ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹｌｉ士室位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＾＾＊＾／＾＼Ｉ＜２Ｉ；ｏ义卞背Ｊ基于叶片载荷分布的离心压缩机叶轮设计与优化■流体机械及工程学科■专业作者姓名指导教师１—Ｈ２０１５６答辩日期＿＾＿＾硕士学位论文基于叶片载荷分布的离心压缩机叶轮设计与优化ＤｅｓｉｇｎａｎｄＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＣｅｎｔｒｉｆｕｇａｌＣｏｍｐｒｅｓｓｏｒＩｍｐｅｌｌｅｒ

2、ｓｂｙＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＢｌａｄｅＬｏａｄｉｎｇ作者姓名：王鐘学科、专业：流体机械及工程学号：２１２１００３７指导教师：刘艳完成曰期：２０１５．０６．１１大違理工大摩ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中巳经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体巳经发表的研究成果，也不包含其他己申请学位或其

3、他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均巳在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。＂学位论文题目：ｉｆ巧仏激？会ｉ桃氣呢本机叫叙作者签名／：日期：厂年ｋ月日，丨＿＿大连理工大学硕士学位论文摘要离心压缩机在国民经济的各部门中占有重要的地位。离心叶轮作为离心压缩机中的核心部件，，其性能的好坏影响着离心压缩机甚至整个工业流程性能因此离心叶轮的气一直被研究者们关注动设计和优化方法。离心叶轮的气动设计方法主要分为正问题与反问题两大类。正问题方法是通过

4、直接控制叶片几何参数更改叶型，然后通过数值计算求解该叶轮的的流场信息以验证叶轮的性能是否符合要求，此种方法较依赖于设计者的经验且易造成叶片不光滑导致叶轮性能下降。反问题设计方法的出现可以使设计者通过直接控制叶片载荷分布来修改叶型，达到设计目的，避免了正问题设计方法的弊端，与之而来的问题是如何给定合理的载荷分布从而获得高效的叶轮。一０＝针对以上问题．１，首先本文将使用反问题设计软件首先对中等流量系数０的（ｉ）离心叶轮进行设计，并利用数值方法研究不同载荷分布对其外特性、内流场及叶片几何参数的影响。分别对盘侧与盖侧

5、载荷分布对叶轮外特性的影响进行了研究，结果表明盖侧前加载叶轮可以获得较高的效率及较宽的阻塞工况，但喘振裕度较小，中加载叶轮有较宽的工况范围但效率较前加载略低，后加载叶轮对小流量工况有利。对该叶轮来说，盘侧后加载可以获得较高的叶轮效率及较宽的工况范围。此外，本文还对载荷分布如何、二。影响叶轮内流现象进行了研究，包括叶轮内回流现象次流现象及摩擦损失并通过以上研究对叶轮设计过程中如何给定载荷分布型式进行了总结。其次本文根据所得到的结论对两个具有代表性的离心叶轮进行了设计优化，分别为０＝０＞＝０．２０６００６８大流量系数

6、（１）离心叶轮的设计及有实验数据的中小流量系数（１．）离心时轮的优化。大流量系数离心叶轮设计点多变效率为９６．５％且变工况性能较好，中小流量离心压缩机级效率提高１．３％。，所得到的结论为离心压缩机叶轮设计及优化提供指导本课题由辽宁省自然科学基金资助。关键词：离心叶轮；反设计叶片载荷分布；数值模拟；气动设计优化；－－Ｉ基于叶片载荷分布的离心压缩机叶轮设计与优化ＤｅｓｉｇｎａｎｄＯｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＣｅｎｔｒｉｆｕａｌＣｏｍｐｒｅｓｓｏｒＩｍｅｌｌｅｒｓｂｙｐｇｐＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ

7、ｏｆＢｌａｄｅＬｏａｄｉｎｇＡｂｓｔｒａｃｔＣｅｎｔｒｉｆｕｇａｌＣｏｍｐｒｅｓｓｏｒｏｃｃｕｐｉｅｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｖａｒｉｏｕｓｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｅｃｏｎｏｍｙ，ａｎｄａｓａｃｏｒｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｃｅｎｔｒｉｆｉｉｇａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ，ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｉｍｅｌｌｅｒａｆｆｅｃｔｓｃｅｎｔｒｉｆｕａｌｃｏｍｒｅｓｓｏｒｅｖｅｎｔｈｅｗｈｏｌｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｒｏｃｅｓｓｓ

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