離心壓縮機失速特性及失速抑制研究.pdf

1、離心壓縮機因其具有處理氣量大、壓比高、結(jié)構(gòu)簡單、易維護(hù)等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個生產(chǎn)部門。離心壓縮機在小流量下運行時會發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象，因而離心壓縮機旋轉(zhuǎn)失速研究和提高離心壓縮機穩(wěn)定工作范圍具有重大的實際意義。
　　本文通過數(shù)值模擬的方法詳細(xì)分析了造成離心壓縮機發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速的關(guān)鍵性因素，以此為基礎(chǔ)，深入研究了周向槽的機匣處理對性能和失速抑制的影響及擴壓器幾何形狀對離心壓縮機穩(wěn)定性的影響。本文的主要研究內(nèi)容如下:
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2、1)根據(jù)CFD數(shù)值模擬的相關(guān)知識，建立了帶無葉擴壓器的離心壓縮機數(shù)值計算模型，將數(shù)值模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比，以驗證模型的準(zhǔn)確性，結(jié)果表明用其可以準(zhǔn)確模擬并獲得要求工況下的內(nèi)流特征。
　　(2)通過分析不同工況下的流動特征，發(fā)現(xiàn)流體在葉片吸力面發(fā)生分離、二次流和間隙漏流是產(chǎn)生葉輪上游漩渦的關(guān)鍵因素。產(chǎn)生的漩渦會堵塞流道，形成失速團(tuán)，沿周向傳播并擴展。無葉擴壓器失速的關(guān)鍵因素是擴壓器進(jìn)口的展向流動不均勻和盤側(cè)的回流。葉輪出口的擾

3、動擴展和擴壓器流體流動的穩(wěn)定性降低使擴壓器發(fā)生失速。
　　(3)周向槽能夠減小間隙漏流與主流之間的相互作用，減弱葉片吸力面的二次流，抑制葉片吸力面的分離現(xiàn)象，提升離心壓縮機的穩(wěn)定性。周向槽的截面尺寸、開槽位置和開槽數(shù)量對壓縮機的性能和穩(wěn)定性有；定影響，而穩(wěn)定性的提升會導(dǎo)致效率的下降，二者間存在可優(yōu)化點。
　　(4)無葉擴壓器的幾何形狀對離心壓縮機的性能和穩(wěn)定性有較大影響。通過改變無葉擴壓器的幾何形狀和尺寸，減小擴壓器進(jìn)口流動