多级轴流压气机三维数值模拟及失稳控制

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangwei07863
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压气机在当前社会生产生活中起着越来越大的重要作用,而其稳定运行则是该作用得到保证的关键。为了更好的控制压气机的稳定运行,必须更好的了解压气机的工作特性。在该问题上采用的一般有实验、理论分析和数值模拟三种方法,但由于压气机流场本身具有相当大的复杂性,而且与管网工作状态联系紧密,所以实验研究一般会有较大的耗费、成本较高,理论分析又会使用太多的假设、精度会较低,考虑到数值模拟技术的成熟及其低成本的工作条件,本文对某多级轴流压气机使用商业流体计算软件Fluent进行了三维数值模拟,以分析压气机失稳现象并进行控制。  文章首先建立多级轴流压气机的几何模型,导入到Fluent,在不同的边界条件下求解三维可压缩N-S方程,得出压气机的工作参数,绘制了压气机特性曲线,并与经典公式计算值相比较,证实了Fluent计算值的可靠性;然后分析了在不同转速下的压气机失稳特性及在额定转速下带紧连控制阀模型、带容腔模型的压气机失稳特性,表明转速、紧连控制阀和可变容腔对压气机失稳控制具有影响;最后考虑了几种控制方式对压气机工作状态的作用。  通过对压气机流场的计算,本文展现了三维数值模拟对压气机失稳控制研究的前景性,证实了紧连控制阀及可变容腔这两种主动控制执行机构在压气机失稳控制上的有效性。
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