19800流量焦?fàn)t煤氣離心鼓風(fēng)機(jī)的數(shù)值模擬與優(yōu)化研究

【摘要】： 離心風(fēng)機(jī)的主要部件有集流器、蝸殼、葉輪,其形狀、結(jié)構(gòu)對流體在其通道內(nèi)的流動特性有直接影響,從而嚴(yán)重影響風(fēng)機(jī)整體性能,決定風(fēng)機(jī)的優(yōu)劣。隨著近年來計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展及其輔助設(shè)計(jì)思想的成熟,三維粘性計(jì)算流體動力學(xué)軟件越來越多的被應(yīng)用于流體機(jī)械的檢驗(yàn)和設(shè)計(jì)過程。對離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行參數(shù)化虛擬設(shè)計(jì),應(yīng)用三維粘性計(jì)算流體動力學(xué)軟件對其內(nèi)部流動進(jìn)行細(xì)致模擬、分析,考察、分析其內(nèi)部流動的特性特點(diǎn)及決定因素,改善這些參數(shù)從而提高風(fēng)機(jī)的性能已經(jīng)成為風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)研究的主要方法。 本文對19800流量焦?fàn)t煤氣離心鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行了理論分析和數(shù)值研究。首先通過理論方法進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì),然后利用Pro/E進(jìn)行幾何建模,并應(yīng)用CFD軟件FLUENT對這一離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,結(jié)論如下： (1)分析數(shù)值計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn),葉輪出口處渦流比較嚴(yán)重,對風(fēng)機(jī)流場影響比較嚴(yán)重,應(yīng)對其進(jìn)行改進(jìn)。 (2)利用二次插值法以效率為目標(biāo)對葉輪葉片出口角和葉片數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,優(yōu)化結(jié)論顯示,葉片出口角應(yīng)該由60°改為58°,其效率可提高1.1628%。 (3)以優(yōu)化后參數(shù)再次建立模型并進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,并對優(yōu)化前后風(fēng)機(jī)的流場特性參數(shù)進(jìn)行了對比,結(jié)果和優(yōu)化結(jié)論吻合,說明本文研究方法方案是可行的,對同類離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)、改進(jìn),具有一定的參考價(jià)值。 【關(guān)鍵詞】：離心風(fēng)機(jī) 參數(shù)化設(shè)計(jì) FLUENT 數(shù)值模擬 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH442
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 引言7-13
• 1.1 課題研究的背景及意義7-8
• 1.2 離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動的研究8-11
• 1.3 本文的主要工作11-13
• 第二章 離心風(fēng)機(jī)的參數(shù)化設(shè)計(jì)13-23
• 2.1 離心風(fēng)機(jī)基本理論13-17
• 2.1.1 離心風(fēng)機(jī)的主要部件13-15
• 2.1.2 離心風(fēng)機(jī)的特性參數(shù)15-17
• 2.2 參數(shù)化設(shè)計(jì)17-21
• 2.2.1 參數(shù)化設(shè)計(jì)的發(fā)展17-18
• 2.2.2 蝸殼模型的參數(shù)化18-19
• 2.2.3 葉輪模型參數(shù)化19-20
• 2.2.4 全壓驗(yàn)證20-21
• 2.3 本章小結(jié)21-23
• 第三章 離心風(fēng)機(jī)的幾何建模及邊界處理23-33
• 3.1 幾何參數(shù)23
• 3.2 模型建立23-25
• 3.3 網(wǎng)格理論及網(wǎng)格實(shí)體生成25-31
• 3.3.1 GAMBIT軟件簡介26-27
• 3.3.2 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格27-28
• 3.3.3 網(wǎng)格實(shí)體28-31
• 3.4 邊界條件確定31
• 3.4.1 進(jìn)口邊界條件確定31
• 3.4.2 出口邊界條件確定31
• 3.5 本章小結(jié)31-33
• 第四章 計(jì)算結(jié)果及分析33-55
• 4.1 FLUENT簡介33-38
• 4.1.1 程序結(jié)構(gòu)33-34
• 4.1.2 求解方法的選擇34
• 4.1.3 邊界條件的確定34-37
• 4.1.4 湍流模型37-38
• 4.2 離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場分析38-53
• 4.2.1 速度分析38-48
• 4.2.2 壓力分布48-53
• 4.3 本章小結(jié)53-55
• 第五章 優(yōu)化設(shè)計(jì)55-73
• 5.1 廣義優(yōu)化設(shè)計(jì)理論55-63
• 5.1.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本術(shù)語55-60
• 5.1.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的數(shù)學(xué)模型60-61
• 5.1.3 優(yōu)化方法分類61-63
• 5.2 離心風(fēng)機(jī)的優(yōu)化63-65
• 5.2.1 二次插值法63
• 5.2.2 對本文離心風(fēng)機(jī)的二次插值優(yōu)化63-65
• 5.3 優(yōu)化前后對比65-72
• 5.3.1 優(yōu)化前后速度分布對比65-70
• 5.3.2 優(yōu)化前后壓力分布對比70-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 第六章 結(jié)論與展望73-75
• 6.1 結(jié)論73
• 6.2 展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文79-81
• 致謝81

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