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离心式通风机三元流动计算分析探讨

1前言当今,由于电子计算机的飞速发展,计算叶轮机械三元流场的各种数值方法获得了巨大的进展,并已成为叶片机设计、改型及性能估算必不可少的手段。任定准正交面方法就是其中的一种。80年代以来有木少人应用该方法计算过离心叶轮及向心涡轮的内部流场,并取得了令人满意的结果’‘、‘-“然而,对于离心式通风机的内部流场目前尚未进行过计算及讨论。本文应用准正交面方法,并在流场电算过程中主要解决了叶轮的离散点成型、叶轮上下游流场的处理的流场选代计算松驰因子的数值等问题,针对离心式通风机前弯及后弯叶轮的内部流场进行了计算并进一步作出比较,指出值得改进之处。2基本假设(1)流动是相对定常的;(2)流体是可压缩的、无粘性的等C。、等CV的完全气体;(3)SI流面为回转面。3流场计算基本公式3,1速度梯度方程沿准正交面与儿流面交线方向的速度梯度方程为:式中(见图1):沿准正交面与兄流面交线方向的速度梯度方程为:式中C、D的意义与上式相同。3.2连续性方程对...  (本文共4页) 阅读全文>>

《工程热物理学报》1988年02期
工程热物理学报

透平蜗壳中的三元流动试验

一、引言 近年来对径流透平的科研工作已有较多的开展,以期获得新的设计计算方法,改善透平的性能.但蜗壳的设计,至今仍基于一元流动的假设,认为导向叶片进口流场是沿周向均匀的,这种假定不符合实际情况.实际上,由于气体的粘性,在蜗壳内壁面上将产生附面层,此附面层沿气体在蜗壳内的流向而发展.蜗壳壁面上,由于压强与气流的离心力不平衡而造成二次流.再加蜗壳进口本身流场不均匀的影响,蜗壳中的流动明显为三元流动.对导向叶片来说,将造成每个叶片来流攻角的不同和叶栅流道中质量流量的不一致.本文基于对径流透平蜗壳中流动性能的试验研究,应用五孔探针对对称圆截面蜗壳的二个截面的三元流动速度进行了测量,获得了测量截面各点的通流速度和二次流速度分布. 二、实验装置 实验台类似一径流透平,把转子叶片拆去,只留轮毅部分并固定,在做蜗壳实验时,把导向叶片环亦拆去.实验用冷空气由100千瓦电动机拖动的离心压气机提供,风量、风压由压气机进出口阀门进行电动控制,蜗壳前有稳...  (本文共3页) 阅读全文>>

《煤炭学报》1988年02期
煤炭学报

考虑粘性阻力损失的准三元流动理论的S_2流面微分方程式

一、前言 叶片式机械非粘性稳定流三元流动理论,是我国工程热物理学家吴仲华教授于50年代初在美国提出来的。这种方法的求解过程是,在叶片间(s:面)流动和子午面(s:面)流动中,分别由运动方程式和连续方程式导出流动函数的偏微分方程式,然后改成差分式再利用矩阵法使二者联立求解。虽然该法令世人瞩目,但实际上求解流动非常复杂,必需有大型电子计算机,经过繁重演算才能实现。取而代之的是二元分析法和准三元流动理论。准三元流动是导出与流线准正交的直线方向的运动方程式。尽管如此,吴教授的三元流动理论仍是叶片式机械三元流动的基本数学物理模型。 本文探索建立有粘性阻力损失的准三元流动理论的凡流面微分方程式及其求解的方法与步骤。二、凡流面微分方程式的建立由吴仲华教授提出的单位质量流体相对总热烩或转子总热烩万左表达式为H。=h+理丝 2R场2 2+92=c,(1)式中,二—流体的相对速度;R—旋转半径,序一-一单位质量流体的热始;g—重力加速度,Z—位置高...  (本文共7页) 阅读全文>>

《上海机械学院学报》1989年04期
上海机械学院学报

旋转叶轮内含激波跨声速三元流动的变分有限元解

鉴于目前研究的一些旋转叶轮内三元流动的解法,多数是属“直接解法”,即由文〔1〕提供的三元流动微分或积分方程出发,利用某种数值方法对流动方程进行离散化处理,求解离散化方程,得到三元流动解.这种直接解法巳有不少获得成功.在本文中,则根据〔2〕提供的旋转叶轮内三元流动的变分原理,应用有限元数值方法及人工密度法,捕捉跨声迷流动的激波。1流动方程及边界条件 本文仅考虑马赫数小于1 .4,在旋转叶轮内产生弱激波跨声速三元流动,从而假定通过激波的势函数是连续的,设来流广义焙均匀(即VR=O),及流动是相对定常、绝热、一均嫡的,这里R=‘+专{wZ一(。·)2}式中,R为广义烩,i为内焙,树为相对速度,。为叶轮旋转角速度, 叶轮以等角速度。旋转的流场如图1所示上海机械学院学报1989年第]z卷入口 \’盯 图1叶轮以等角速度旋转的流场描述流动的方程可以写成如下无量纲形式: 连续性方程1 .V己(p:Ar)二0(pA,)二。(p:A:)_。一~1...  (本文共6页) 阅读全文>>

《东方电气评论》1989年01期
东方电气评论

叶轮机械内部流场准三元流动分析程序

一、引言 透平机械内部的流动是非稳态的,粘性的三维的,由于计算机内存和速度的限制,其数值解在目前来说是不可能求得的。虽然直接求解非粘性的、稳态的三维流场即全三元解法已有了一定的进展,但其计算时间较长,因而基于吴氏S;、52两类相对流面的理论〔’〕的的准三元解法仍是目前求解的主要工具。 本程序也是依据吴氏理论,将一个三维伺题分解成二个二维问题求解。其具体做法是:在S:流面族中取一个大致位于叶道中间的平均的S:流面即子午流面,其形状接近于叶片的中弧面。求解该流面,获得了子午面内的流线形状及相应的回转面的流片厚度等气流参数。将以上求得回转面作为51流面即跨叶片面,然后再求解跨叶片面,得到本文的初次迭代的近似结果。 求解方法是有限差分法和速度梯度法。有限差分法是求解亚音速流场的有效工具,且不受叶片的展弦比、弯曲程度以及叶片长短的限制,但该法对跨音速流场却无能为力。速度梯度法的求解范围可拓展到跨音速流场,但该法不适应于展弦比大于1。0,弯...  (本文共9页) 阅读全文>>

《石油学报》1989年01期
石油学报

射流—尾迹三元流动计算在潜油泵设计中的应用

前 -几山 月一目. ~一. 「J 迄今为止,大部分离心泵设计是基于比转速概念的速度系数法和一元流动分析。少数作者在泵的计算机辅助设计中引用了二元无粘性流动理论〔‘,2〕。但泵内的实际测量表明,特别是在高扬程或高流量的泵叶轮或导叶内,流动自壁面的分离是不可避免的〔3川。泵内强烈的三元流动特征,使二元、甚至准三元分析都失去效力。文献〔6〕建立的完全三元位流理论在透平机械行业已成为经典著作,但要用于有分离流动的离心泵内,也还无法描述真实的物理现象。 本文首先讨论这种有分离的三元流动,“射流一尾迹”的解法,进而通过一种潜油泵设计,详细讨论如何根据理论分析来设计出性能满意的离心泵。一、基本方程的推导和解法1.完全三元位流运动分解为S,、52“”,两类流面上的二元流动(1)5,流面方程设S:流面的空间形状以下述函数代表 R二R(功,z)令单位向量”代表曲面的法向量,则有川 ”双d六+”,Rd功+”zd忿=0令dz二0则有生-二_工卫丝九‘...  (本文共10页) 阅读全文>>