离心压缩机是石油、化工和冶金等行业中的关键设备,其运行消耗大量电能,改善压缩机的流动特性进而提高其运行效率,一直是流体机械领域研究的热点问题。要提高效率,必须对压缩机内部的湍流流动进行深入的了解与研究。本课题拟通过研究湍流模型在离心压缩机内部流场数值模拟中的适用性并讨论各计算模型在不同条件下的适用范围,为以后类似工程实际的模拟计算提供湍流模型的参考。首先建立了压缩机模型级流场的计算模型,然后采用商业计算软件中的核心求解器数值模拟了流量系数分别为0.35、0.4、0.45、0.475、0.5五种流动工况下的湍流流动。分别用两方程k-ε模型和一方程S-A模型对同一流道全量程进行了计算,得出了两种湍流模型下的外特性曲线和流动参数分布。分析发现,在k-ε模型下流量系数为0.45时,整级效率达到最高点;流量系数最大为0.5时,级效率最低。在S-A模型下流量系数为0.35时,级效率最高,在流量系数为0.35至0.45区间,效率的变化不明显;在与k-ε相同的流量系数即0.5时,级效率达到最低值。两个湍流模型的最高和最低效率值略有不同。对压缩机各部件内的流动性能从压力和速度的分布特点方面进行了分析,讨论了各部件内流动损失情况。在叶轮内部,吸力面的回流是影响效率的主要因素。扩压器段的气体相对流动损失较小,各流动参数分布相似。弯道内气体均匀性的变化大小是影响效率和引起损失的主要因素。在回流器段,工作面上的气体速度大小及分离区的范围对流动损失有重要影响。在弯道和回流器流道内,相对流动损失值更大。