渦輪增壓器渦輪軸向氣動力分析.pdf

1、在渦輪增壓器的應用當中，增壓減排是它的主要功效，而氣動軸向力大小的產(chǎn)生是影響整個渦輪增壓器工作效率及穩(wěn)定性的重要因素之一。經(jīng)大量文獻研究表明，氣動軸向力計算的準確性是目前旋轉機械領域的熱點和難點，其中，人們對軸承間隙，葉頂間隙的流動機理尚未完全認清，而且目前大量的研究主要針對于低轉速的軸流式渦輪增壓器，高轉速徑流式渦輪增壓器卻少有研究，同時，對關于渦輪增壓器氣動軸向力公式方面的研究一直也是欠缺環(huán)節(jié)。就以上問題，本文研究主要目的是為了將數(shù)

2、值模擬的計算方法與實驗值及傳統(tǒng)理論計算公式法做對比，探究了葉頂間隙處的網(wǎng)格精度是否影響流動特征，并且對有關葉頂間隙、密封環(huán)間隙等因素引起氣動損失的原因做詳細流動分析。
　　本文首先以應用計算流體動力學軟件CFX，某柴油發(fā)動機渦輪增壓器渦輪端為研究對象，對其進行了軸向力傳統(tǒng)理論計算與數(shù)值模擬計算。計算出不同發(fā)動機折合轉速下渦輪端轉子軸向力的大小，并與傳統(tǒng)計算方法進行對比，通過求解雷諾納維斯托克斯方程，對窄縫間隙的流場分析，來探求是否

3、對渦輪增壓器氣動軸向力有影響，找出兩者之間差異的原因。研究結果表明:在網(wǎng)格無關性的研究發(fā)現(xiàn)，葉頂間隙的流動中，通過改變間隙展向、軸向、周向的網(wǎng)格精度對流場的分布特征幾乎沒有影響，因此，網(wǎng)格具有獨立性。隨著增壓器轉子轉速增加，渦輪端軸向力合力越來越大，且兩種計算方法結果差異隨之減小，由最大值146.314N減至125.4N，減小了14.3％;研究密封環(huán)間隙、葉頂間隙對軸向力的影響，發(fā)現(xiàn)葉頂間隙對軸向力影響比密封環(huán)間隙小0.155～2.95