离心压气机改型设计及扩压器前掠分析.pdf

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1、离心压气机改型设计及扩压器前掠分析史家伟／中国科学院大学杜强朱俊强／中国科学院工程热物理研究所中图分类号：TH452文献标志码：Aefficiency．Butthepressureratiocouldn’t文章编号：1006—8155(2014)04—0035—09reachthedesigntarget．TheproblemwasCentrifugalCompressorRedesignandsolvedthroughthereductionofthe毒；；矗囊Forward-SweptDifuserAnalys

2、isbackwardangleto30。atthehub．Finally，●摘要：本文主要研ShiJiawei／UniversityofChineseAcademytheinfluenceofforward-sweptwedge究单级离心压气机的ofSciences，InstituteofEngineeringdiffuseronperformancewasresearched，改型设计，并采用数ThermophysicsChineseAcademyoftakingtheconsiderationofthespan

3、wise值方法对楔形扩压器Sciencesloadvariationofthewedgediffuser．前掠展开了详细研DuQiang，ZhuJunqiang／InstituteofKeywords：centrifugalcompressor究。在保持原有压气EngineeringThermophysicsChineseredesign；wedgediffuser；diffuser机叶轮外径不增加、AcademyofSciencesforward—sweep流量和设计转速不变的条件下，将压比由Abstract：T

4、hispapermainlydescribedthe0引言4．0提高到4．5。在设aerodynamicredesignofasinglestage计离心叶轮时，首先compressorwiththepressureratio需要确定叶轮后弯由于离心压气机具有单级压比高、improvedfrom4．0to4．5，whilethe角，为了真实评估叶轴向尺寸小以及稳定工作范围广的优impellertipdiameter，thespeedandmass轮后弯角对离心压气flowareunchanged．Atthesame

5、time，it点，在过去的6O多年，广泛应用于工程工机效率和稳定性的影investigatedtheforward-sweptwedge业以及航空领域。人们积累了大量数响，详细设计了后弯角为20。，25。，30。和diffusernumerically．Whendesign据，并建立了相应的数据库，总结了较多35~的三维叶轮以及centrifugalimpeller，thebackwardangleof的设计准则。相匹配的楔形扩压impellerneededtobedetermined．Fortruly离心压气机内

6、部相对流动主要受流器，最终选择35。后弯evaluatingtheinfluenceofimpeller道内外压差、旋转引起的科氏力和流道角叶轮。其次，后弯backwardangleonefficiencyandstability角为35o叶轮的设计曲率离心力的共同作用，同时受流道曲ofcentrifugalcompressor，the20。，25。，点压比相对于设计目率、叶片表面曲率以及间隙的影响，主流标偏低，将hub处弯30。and35。backwardangleimpellers中伴随回流、二次流以及间隙泄漏

7、流，这角减小到30o达到增andthecorrespondingwedgeddiffusers加设计点压比。最weredesignedindetail．Finally，the35。些流动现象是影响叶轮乃至整个压气机后，考虑到楔形扩压backwardangleimpellerwasselectedfor流动稳定性的重要因素，并直接影响叶器各截面载荷的不theconsiderationofstallmarginand轮出口主流一尾迹流动结构以及叶轮出同，研究了楔形扩压器前掠对性能影响。■关键词：离心压气本文其他作者：史

8、家伟，中国科学院工程热物理研究所收稿日期：2013—12—03北京100190机改型设计；楔形扩压器；扩压器前掠2014年第4期＼35间步长和残差光顺等加速收敛措施，所有计算过偏高，最大到l0。实验效率偏高，可能是由于测程中转静子之间采用混合平面法，在不影响网格量边界层信息较少，实验测量损失较小；也可能质量的前提下，尽量将交界面后移，使得尾迹和由于NUMEC