增压器涡轮内部通道的流动特性分析.pdf

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1、第39卷第5期2010年10月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEV01．39No．5Oct．2010增压器涡轮内部通道的流动特性分析+杜鹃1张翼1杨帆1由力鹏2(1一中北大学车辆与动力工程系山西太原0300512一北方风雷工业集团有限公司)摘要：本文利用计算流体动力学软件FLUENT对叶片通道进行了稳态流动的三维数值模拟，获得其内部的压力、速度和温度的详细分布。利用三维数值模拟探求叶片通道气流流动的影响因素，得出气流在进气管道和叶片相

2、邻的第一个叶片间隙处存在很大的压强差，因此气流流速在此显著加快。整体平均温度呈渐变趋势，入口最高，出口最低。关键词：涡轮增压器叶片通道CFD三维数值模拟中图分类号：TK421．8文献标识码：A文章编号：1671—0630(2010)05—0044—03FlowCharacteristicsAnalysisofInnerPassageforTurbochargerDuJuanl-ZhangYil，YangFanl，YouLipen921一DepartmentofVehicle&PowerEngineer

3、ing，NorthUniversityofChina(Taiyuan，Shanxi，030051，China)2一ShanxiNoahMachine—buildingCo．，Ltd．Abstract：Carryingoutstableflowthree—dimensionalnumericalcomputationtothebladepassagewithcompu·tationhydrodynamicssoftwareFLUENT，obtainedthedetaileddistributionoft

4、hepressure，thevelocityandthetemperature．Three．dimensionalnumericalsimulationiSusedtodiscovertheinfluencingfactorsoftheflowcharacteristicsofthebladepassage．Theconclusionisgivenasbelow：thereisaprodigiouspressuredifferencebetweentheintakeportandthefirstbla

5、declearanceofadjacentblade，SOtheflowvelocityacceleratessignifi—cantlyinthis；theaveragetemperatureshowsgraduaUyvariationaltrendthatismaximumattheinletandmini—mumattheoutlet．Keywords：Turbocharger，Bladepassage，CFD，Three—dimensionalnumericalsimulation引言涡轮增压

6、是提高柴油机功率密度和性能的重要技术措施⋯。涡轮是增压器的一个重要部件，当燃气在涡轮叶轮通道中流过时，燃气就与叶轮进行功能交换，使叶轮得以转动，进而带动压气机。为了减少涡轮工作时的流动损失，不断提高叶轮机械的性能指标，有必要对涡轮的内部流动情况进行分析研究旧J。l湍流模型本文流场计算所选用的是k一8湍流模型。k一8方程是气体运动的控制方程之一，其实质就是动量方程。标准的k一￡模型是建立在脉动速度的Navier—Stokes(N—s)方程基础上的，即通过完全的N—s方程减去雷诺平均的N—S方程而得到的，

7、参数的设置可由下列经验关系式计算出：·基金项目：柴油机高增压技术国防科技重点实验事基金项目(编号：9140C3310090905)。作者简介：杜鹃(1983一)，女，硕士，研究方向为发动机总体设计。第5期杜鹃等：增压器涡轮内部通道的流动特性分析45一蕊=靠差，靠=％等’噶+瓦篡=麦[(象+t，)篆】+靠(薏)‘一占一勾(翮2q瓦也瓦2瓦【I鬲切J夏J+靠liJ叩一动I犁尺J磕+噎=麦[．(老十u)意】+嘶景‰(棼)2一％素2+2h靠)鲁】，在上式中兀=exp[一2．5／(1+R。／50)]，R。=酽／

8、(坩)Z=1压=1-0．3exp(一尺。)2。Q、C1、C2,fl^与晟是与雷诺数有关的系数。在大雷诺数情况下，Q=0．09，Cl=1．55，C2=2，反=1，晟i--．1．3。边界条件为：茗：=p时，K=占=O(无滑移条件)；菇：=艿时。／一11=1)e(¨，一'／32。0’瓦0=o以㈠)(石aK)=--c。e；fie㈠)(毒)。一Cz／'2Fe_。其中，Q、c-、c2为模型常量：他们的取值分别为：Q=o．09，Cl=1．44，C2=1．92。2几何模