旋转涡轮盘腔系统内部流场分布的实验和计算研究

摘要

本文以带有微型涡轮的旋转涡轮盘腔为研究对象,采用实验和数值模拟相结合的方法对其流动特性进行系统研究.实验采用五孔探针采集数据;数值模拟采用二维轴对称、K-<,ε>双方程湍流模型;具体研究了不同转速(5个转速)、不同进气流量(3个流量)、不同轴向位置(6个轴向位置)时旋转盘腔内部流场的分布规律.研究结果表明,进气惯性力和旋转效应的相对大小是影响带有微型涡轮的旋转盘腔内部流场的主要因素.研究还发现反预旋进气处的射流角度也是影响带有微型涡轮的旋转盘腔内部流场结构的重要因素.研究还得到了不同工况下,流场内部切向速度、径向速度、轴向速度的不同分布规律.

目录

文摘

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主要符号表

第一章绪论

§1.1研究工作的背景及意义

§1.2国外研究概述

§1.2.1自由转盘

§1.2.2旋转盘腔

§1.3国内研究概述

§1.4本文的主要工作及创新点

第二章实验系统及装置

§2.1实验装置概述

§2.2实验空气管路布置

§2.3高压涡轮盘腔实验台

§2.3.1旋转盘

§2.3.2空气进口

§2.3.3空气出口

§2.3.4腔体

§2.4五孔探针坐标架系统

第三章旋转涡轮盘腔内部流场的测试系统

§3.1引言

§3.2五孔探针结构

§3.3实验测试系统

§3.4五孔探针不转动法校准

§3.5差压变送器的校准

§3.6实验误差分析

§3.7主要实验装置

第四章旋转涡轮盘腔内部流场的实验研究

§4.1引言

§4.2实验工况

§4.3盘腔内部平均速度的测量结果及分析

§4.3.1切向速度的测量结果及分析

§4.3.2径向速度的测量结果及分析

§4.3.3轴向速度的测量结果及分析

第五章旋转涡轮盘腔内部流场的数值模拟

§5.1引言

§5.2计算模型

§5.2.1控制方程

§5.2.2湍流模型

§5.2.3K-ε模型

§5.2.4近壁面处理方法

§5.2.5计算模型及网格

§5.2.6边界条件

§5.2.7离散方法与方程求解

§5.2.8数值计算收敛准则

§5.2.9计算工况

§5.3流场数值模拟结果及分析

§5.3.1流动结构

§5.3.2切向速度等值线分布图

§5.3 3径向速度等值线分布图

§5.3.4轴向速度等值线分布图

第六章实验和数值模拟结果的比较

§6.1引言

§6.2实验利数值模拟的比较分析

§6.2.1切向速度的比较和分析

§6.2.2径向速度的比较和分析

§6.2.3轴向速度的比较和分析

第七章结论与建议

§7.1本文主要结论

§7.2进一步工作建议

参考文献

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