小流量工況下串列葉片擴(kuò)壓器對(duì)離心壓縮機(jī)性能的影響.pdf

1、由于受到離心力和科氏力的影響，離心壓縮機(jī)葉輪出口流動(dòng)很不均勻，一般呈現(xiàn)為“射流-尾跡”流動(dòng)結(jié)構(gòu)。這種不均勻流動(dòng)在進(jìn)入擴(kuò)壓器后容易導(dǎo)致局部流動(dòng)分離，在偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)尤為嚴(yán)重。作為壓縮機(jī)的主要擴(kuò)壓部件，擴(kuò)壓器的幾何造型以及與離心葉輪的匹配對(duì)內(nèi)部三維流動(dòng)和級(jí)效率有著重要影響。本文針對(duì)沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司提供的LB56150KY108離心壓縮機(jī)模型級(jí)擴(kuò)壓器部分進(jìn)行串列改型，借助旋轉(zhuǎn)機(jī)械流動(dòng)數(shù)值分析專(zhuān)用軟件NUMECA，進(jìn)行內(nèi)部流場(chǎng)分析和結(jié)

2、構(gòu)優(yōu)化，探究串列葉片擴(kuò)壓器各幾何參數(shù)對(duì)離心壓縮機(jī)性能的影響。
　　本文第一部分主要研究了前后排葉片不同周向相對(duì)位置對(duì)模型級(jí)內(nèi)部流動(dòng)及級(jí)性能的影響。對(duì)串列葉片擴(kuò)壓器的后排葉片在一個(gè)節(jié)距內(nèi)選取5個(gè)均勻分布的角度分別記作位置1-位置5進(jìn)行數(shù)值模擬，并與單列葉片擴(kuò)壓器模型進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明:在接近最小流量工況下，串列葉片擴(kuò)壓器后排葉片周向位置改變使得擴(kuò)壓器出口徑向速度和氣流角分布更為均勻，葉輪出口流動(dòng)速度沿周向及徑向的變化程度減弱，顯著擴(kuò)

3、寬離心壓縮機(jī)穩(wěn)定工況范圍。
　　本文第二部分主要研究了串列葉片擴(kuò)壓器的總彎角（前排葉片中弧線在前緣點(diǎn)的切線和后葉片中弧線在后緣點(diǎn)切線之間的夾角）對(duì)模型級(jí)內(nèi)部流動(dòng)及級(jí)性能的影響。在原模型總彎角的基礎(chǔ)上繼續(xù)增加總彎角θT=43.36°+(0°～21°)。得出的結(jié)論是:增加總彎角優(yōu)化了后排葉片流道內(nèi)氣流組織形式，減小了徑向速度分布的不均勻程度，提高了小流量工況下離心壓縮機(jī)多變效率，其中總彎角增加10°的模型效果最好。
　　本文第三

4、部分主要研究了前后排葉片不同弦長(zhǎng)比對(duì)模型級(jí)內(nèi)部流動(dòng)及級(jí)性能的影響。固定前后排葉片間距的情況下，對(duì)不同弦長(zhǎng)比的串列葉片擴(kuò)壓器模型進(jìn)行數(shù)值模擬。結(jié)果表明在大流量工況范圍內(nèi)，模型多變效率隨弦長(zhǎng)比增加而增加，在低于設(shè)計(jì)流量工況范圍內(nèi)，弦長(zhǎng)比在Cr/Cf=0.82附近時(shí)模型級(jí)多變效率和壓比達(dá)到最大值。弦長(zhǎng)比過(guò)大（Cr/Cf=2.33）和過(guò)小（Cr/Cf=0.43）會(huì)大大減小模型級(jí)的穩(wěn)定工作范圍。
　　針對(duì)前三部分分別得到的最佳周向位置、總彎