径向吸气室对离心压缩机级性能的影响

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1、径向吸气室对离心压缩机级性能的影响龙峰／浙江丽水职业技术学院机电分院谭佳健／西安交通大学流体机械研究所摘要：采用CFD手段对某离心压缩机级性能在间的相互作用，单独元件的性能同它在级环境轴向和径向两种不同的进气方式下进行了数值下的性能必然有所差异。径向吸气室是离心压模拟，得出了在这两种进气方式下离心压缩机缩机中普遍采用的固定元件之一，其作用是将在3种机器马赫数下的级性能。分析了由于径垂直进入离心压缩机轴向的气体收集起来并引向吸气室引起的叶轮进口流动参数周向分布不导至叶轮进口。理论上，一方面要求其内部流动

2、均匀而引起的级性能恶化以及叶轮对吸气室内损失要小；另一方面要求流经吸气室而进入叶流动的影响，得出了3点结论。轮的气流要均匀。然而，由于径向吸气室呈非轴对称几何结构，内部流动为复杂的三维流动，叶关键词：离心式压缩机；径向吸气室；级性能；轮进口气流的均匀性很难得到保证，这样不但数值模拟会使叶轮的气动性能下降⋯，而且会使转子承受中图分类号：TH452文献标识码：B气流交变载荷的作用力，给离心压缩机的稳定文章编号：1006—8155(2010)02—0007—05运行带来影响。TheInfluenceofRa

3、dialInletVoluteonthe目前国外学者已经开展了一些对于离心压StagePerformanceofCentrifugalCompressor缩机径向吸气室内部流动的试验和数值研究，Abstract：Thenumericalsimulationsarecarriedout但研究较少考虑吸气室和叶轮间的相互影响以withthetypesofradialinletvoluteandaxialinlet及吸气室对级性能的影响。SimoneI1采用试验和voluteofsomecentrifuga

4、lcompressorstageperfor-数值模拟方法对某径向吸气室进行了研究，指maneeusingtheCFDmeans．Thestageperformance出在吸气室出口截面计算得到马赫数和偏航角withtheradialinletandaxialinletatthreev耐able的分布同试验测量的结果吻合很好，分布都非machineMachnumbersispresented．Thestageper—常不均匀。Koch[]和Flathers[41对布置分流叶片的formancedete

5、riorationbytheflownon-uniformat径向吸气室的出口流场做了详细的测量，结果theimpellerinletplaneduetotheradialinletvolute表明布置分流叶片的径向吸气室出口流场的均andtheinfluenceofimpellerontheinletvoluteflow匀性得到了明显的改善，减小了切向气流角，但areanalyzed．Andthreeconclusionsarecomeout．增加了流动损失，他们建议在吸气室内部布置Keywords

6、：centrifugalcompressor；radialinlet分流叶片来减少流动畸变，使叶轮进口流场尽volute；stageperformance；numericalsimulation量接近压缩机的设计条件即轴向均匀进气条件。国内对离心风机进气箱有相关研究，但对O引言离心压缩机径向吸气室的研究报道比较少见，离心压缩机中吸气室、进口导叶、叶片扩压王锐【8J对离心压缩机径向吸气室的内部流动进器、回流器、出口蜗壳和叶轮之间均存在相互行了数值研究，详细地给出了吸气室内部的流作用，目前研究级间元件的相

7、互作用已成为叶动结构，指出吸气室内部的流动损失及其出口轮机械的热点问题之一。由于叶轮上下游元件存在的流动畸变主要是气流在环形通道中产生收稿13期：2009—12—20丽水市323000——1——201燕O年第2期耱验越究的一系列漩涡造成的。本文则采用数值计算方法对某离心压缩机的径向吸气室进行了研究，在不同的机器马赫数下对径向进气和轴向进气两种情况下的级性能进行了比较，从而研究径向吸气室对级性能的影响及叶轮对吸气室内流场相互影响。1计算模型1．1物理模型图2径向进气整级模型网格研究对象由径向吸气室、闭式

8、叶轮、无叶扩压器、弯道及回流器组成。该径向吸气室是在离坐标系下进行，通过两者之间的耦合计算，最终心压缩机产品中典型的等截面环形通道吸气室实现动静部件的整体计算。Fatsis[9建议在可压结构，叶轮为直线元素三元叶轮，叶轮叶片数缩流动中使用声学斯特劳哈数(acousticStrouhalZ。=17，回流器叶片数=20，叶轮轮盖进口直number，St)量化转动的影响及压力波的传播。声径Do=295mm，轮盘进口直径d=120mm，叶轮出学斯特劳哈数s￡定义