基于CFX计算的离心压缩机整级全流道流场分析-王维民

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1、基于CFX计算的离心压缩机整级全流道流场分析11*12[刘宾宾王维民张娅吴炯][1-北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室，北京1000292-华陆工程科技有限责任公司，西安710065][摘要]离心式压缩机是压缩和输送能源和化工生产中各种气体的关键设备，在整套装置中占有极其重要的地位。近年来，叶轮两侧间隙内流体流动对转子的激励作用成为影响压缩机性能进一步提升的重要因素。本文充分考虑了离心压缩机设计过程中的多个影响因素，建立离心压缩机整级全流道流体动力学分析模型，包括密封间隙和轮盘轮盖两侧间隙内的流场区域，计算分析离心压缩机内部一次流及二次流流

2、场分布。通过该模型，分析二次流对一次流的干扰作用，并且根据叶轮两侧间隙内的流场，分析间隙内的压力分布，更准确的计算叶轮的气动推力。本文成果可为改进离心压缩机设计和优化压缩机性能，提高运行效率及稳定性提供技术基础。[关键词]离心压缩机整级数值模拟二次流InvestigationontheFlowFieldinAllChannelofaCentrifugalCompressorStageBasedonCFX11*12[BinbinLiuWeiminWangYaZhangJiongWu][Abstract]Centrifugalcompressoriskeyequip

3、mentforenergyandchemicalproductiontocompressandtransportprocessgas.Inrecentyears,itisfoundthattheinfluenceofflowwithinthetwosidesofimpellerclearancetobeanmoreimportantfactortopreventimprovingtheperformanceofcentrifugalcompressor.Thispaperhasfullyconsideredmultiplefactorsaffectingcent

4、rifugalcompressorperformanceandestablishedfluiddynamicsanalysismodelofallchannelforwholestageofcentrifugalcompressor，includingsealclearanceandcavitiesfortwosidesofimpeller.Thenthefielddistributionofprimaryandsecondaryflowwasanalyzed.Bythismodel，wecananalysistheexcitingeffectofseconda

5、ryflow.Also,wecangetthepressuredistributioninsidethespaceofbothimpellersidesclearance.Thiswillhelptocalculateimpellerpneumaticthrustmoreaccurately.Theresultsofthispapermaycontributetoimprovecentrifugalcompressordesignandoptimizationofcompressorperformance.Italsoprovidedtechnicalbasis

6、forimprovingtheoperationefficiencyandstabilityofcentrifugalcompressors.[Keyword]centrifugalcompressor,allchannel,numericalsimulation,secondaryflow要手段。1引言目前国内很多离心压缩机制造和研究随着计算机及数值计算技术的发展，计单位都运用了CFD技术，建立了离心压缩机算流体动力学（CFD）已经广泛应用于叶轮内部流场模型[1,2]，甚至有学者采用CFD技机械的研发过程中。数值模拟的方法将理论术对多级离心压缩机的内部流动进行

7、了数分析与试验研究联系在一起，以其独特的优[3][4]值模拟。朱明正采用CFD技术设计叶轮势逐渐成为研究压缩机内部流体流动的重叶片形状，通过对叶轮流道的计算分析优化国家自然自然科学基金资助项目（51135001）国家重点基础研究发展计划项目（2012CB026000）*通讯作者：王维民，男，副教授，wwmbuct@163.com[5]叶形的设计。陈宗华运用CFD技术对离心域，分别为：○A-叶轮入口域、○B-叶轮域、○C式压缩机径向进气室的结构形状进行了优-扩压器域、○D-弯道及回流器域、○E-出口[6]化设计。王维民在压缩机轴向推力研究中，域、○F-轮盖侧间隙及

8、密封域、○G-轮盘侧间建