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楼主: best0816

我们的涡喷日记,后面才是真正精彩的部分(不断更新中)

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 楼主| 发表于 2017-1-22 17:01:45 | 显示全部楼层
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本帖最后由 best0816 于 2017-1-22 17:08 编辑

为什么要分析叶轮的应力??
先来看看什么是应力,应力是物体受外力或者不均匀受热时内部差生抵抗这个变形的力。

关于这个叶轮,我们分析应力的目的在于搞清楚叶轮在高速旋转的时候,各部分受到离心力,热等因素的对叶轮的影响,从而计算出至少需要的刚度和强度,再结合材料特性,在考虑气动需求的前提。我们就可以计算出需要多厚的叶片,形状,在哪里需要加强结构等等。但是 影响上述要素的不仅仅是应力,这里就不再讨论了。


应力分布

应力分布

从图上可以看到,由于离心力的作用,叶根处的应力大于叶片其它部位。所以在叶根处添加直径0.75mm的圆角 ...

从图上可以看到,由于离心力的作用,叶根处的应力大于叶片其它部位。所以在叶根处添加直径0.75mm的圆角 ...

应力在孔上高达450MPA。线速度高了以后就要用钛合金叶轮,跟轴承一个道理。越小越难做。 ... ...

应力在孔上高达450MPA。线速度高了以后就要用钛合金叶轮,跟轴承一个道理。越小越难做。 ... ...
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 楼主| 发表于 2017-1-22 17:22:11 | 显示全部楼层
说完应力,紧接着我们来看看,这些应力对叶轮究竟造成了什么直观的影响。所以就引出了下一个分析项目---位移!

什么是位移,就当前的叶轮来说。位移是指 在特定的转速下,叶轮各部分产生的变形移动。


为什么要分析位移呢?分析位移我们可以看到,当叶轮达到某一转速后,各个方向上变形的量。从而计算出叶轮与进气道和其它结构之间的最佳距离。从图上可以看到单位是毫米。













径向位移.jpg
位移1.jpg
位移2.jpg
轴向位移.jpg
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 楼主| 发表于 2017-1-22 17:44:30 | 显示全部楼层
本帖最后由 best0816 于 2017-1-22 18:06 编辑

高速旋转下,叶轮的温度变化。这里我们不考虑来自主轴的热传递效应,只分析叶轮对空气做工后的温度变化。
叶轮处温度升高的最根本原因是基于“对物体做功,物体内能增加”这个原理。

随着空气进一步被压缩,在扩压器出口总温可以达到470K左右。

温度1.jpg
温度2.jpg
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 楼主| 发表于 2017-1-23 16:24:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 best0816 于 2017-1-23 16:29 编辑

下面是叶轮和压气机的一些CFD仿真报告

    下图是压缩机的子午面形状,那什么是子午面形状?
    所谓子午面形状又叫轴面,是将叶片上的每一点绕轴线旋转到同一轴面而形成的形状。
    如下图
    ylzmchart.jpg
    子午面图中蓝色部分转动结构,红色表示静止结构。
Figure001.png

下图为50%叶高气流速度分布云图,箭头表示气流方向,等高线色块表示此区域内的流速,由此可见叶片尖端流速已经超过音速。
Figure004.png

下面来看看压缩机的熵增云图。什么是熵增?热力学中熵增过程是一个自发的由有序向无序发展的过程。可以理解为气流有多混乱。熵增加,系统的总能量不变,但其中可用部分减少。熵越高的系统就越难有效利用所含的能量。熵增所表示的含义正是我们这个世界最基本的规律----热力学第二定律的精髓。用S表示,单位为:焦耳/开
QQ截图20170123161443.png

下图为50%叶高熵增云图
Figure005.png
下图为子午面静压分布,由此可见随着叶片的做工,压缩机静压逐渐增加。所以又为我们引出下一个概念---静压。
什么是静压?静压是指:1流体在静止时所产生的压力。2 流体在流动时产生的垂直于流体运动方向的压力。3流体中不受流速影响而测得的表压力值。单位为:帕

Figure006.png







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发表于 2017-1-23 16:37:08 | 显示全部楼层
感觉开始渐入佳境了,加油
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 楼主| 发表于 2017-1-23 16:47:25 | 显示全部楼层
接下来是压缩机整体的一些CFD仿真截图

下图为压缩机静温分布图。 什么是静温?简单的说 静温是温度计相对与流体静止是测得的温度。与它相对的一个概念是动温,是指气流受到阻滞时,动能转变为热能,使气体温度升高,升高的温度即为动温。


静温

静温

静温2

静温2


下图为压缩机静压

静压

静压

静压2

静压2

下图为压缩机气流速度。

速度

速度

速度2

速度2

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 楼主| 发表于 2017-1-23 17:18:38 | 显示全部楼层
本帖最后由 best0816 于 2017-1-23 19:19 编辑

下面是叶轮运行时叶片载荷分析

蓝色线条是叶片50%叶高载荷分布线


Chart003.png



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 楼主| 发表于 2017-1-23 17:32:58 | 显示全部楼层
超级盾 发表于 2016-8-11 08:23
还没完吧

PS:上传图片后,点一下小图片就可以把图片嵌入帖子的相应位置 ...

版主你好  请问可以否劳烦您 帮我们把此帖在首页的《自制简易涡喷》 改为《我们的涡喷日记》。现在已经有几位小伙伴加入我们的团队了。涡喷已不再简易 万分感谢!!!
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发表于 2017-1-23 17:41:03 | 显示全部楼层
best0816 发表于 2017-1-23 17:32
版主你好  请问可以否劳烦您 帮我们把此帖在首页的《自制简易涡喷》 改为《我们的涡喷日记》。现在已经有 ...

已修改
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 楼主| 发表于 2017-1-23 19:16:10 | 显示全部楼层

谢谢 谢谢 谢谢
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