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1、风机技术2006年第3期/综述离心式压缩机可调进口导叶研究综述谭佳健毛义军祁大同/西安交通大学能源与动力工程学院王锐王学军/沈阳鼓风机(集团)有限公司摘要:综述了国内外对离心式压缩机可调进口因此,具有广阔的应用前景与研究价值。导叶的研究状况,概括性地分类介绍了目前研可调进口导叶在20世纪50年代初就已经[1]究热点中取得的成绩和面临的问题,并对相关用于风机调节,到80年代后期,国外对离心问题进行了探讨。式压缩机可调进口导叶开始了比较全面的理论和试验研究,取得了较大的进步。而国内的研关键词:离心式压缩机可调进口导叶综述究普遍要晚于国外,总体水
2、平与国外尚有一定中图分类号:TH452文献标识码:A差距。目前,国内外学者对离心式压缩机可调文章编号:1006-8155(2006)03-0044-06进口导叶的研究主要集中在可调进口导叶的调ResearchOverviewonAdjustableInletGuide节性能、相关结构参数对导叶性能的影响、可调VaneforCentrifugalCompressor进口导叶与叶轮非定常相干作用、可调进口导Abstract:Thedomesticandoversearesearchstate叶的常见故障及处理等方面。ofinletguidevaneofcentrifugalcompressor
3、issummarized,thedevelopmentandproblemsin2可调进口导叶的调节性能researchareintroducedbriefly,andtherelativeproblemsarediscussed.通常,评价可调进口导叶性能的主要标准Keywords:CentrifugalcompressorAdjustable有两个:一是调节范围的大小;二是调节效率的inletguidevaneOverview高低。调节效率是指整个调节范围内或某一规1引言定调节范围内的平均效率。2.1调节范围大多数离心式压缩机在实际运行时都是在西安交通大学空气动力实验室曾对一个离一
4、定工况范围内工作,仅在一个工况点运行的心式压缩机级进行了进气预旋试验,得出了预情况较少。所以,除提高设计点的效率之外,提旋角分别为,-21,-17,0,+10时的级性能高离心式压缩机的调节性能也是节约能源的有曲线。试验表明,当正预旋增加时,hth下降,能效途径之一。量头曲线=f()就向左下方移动;当负预旋离心式压缩机常用的调节方法有进出口节增大时,hth增大,能量头曲线=f()就向右流、可调进口导叶调节、可调叶片扩压器调节和[2]上方移动,从而使稳定工况范围扩大。变转速调节等。其中,可调进口导叶(variableWilliams进行了压比为1.7的过程压缩机的试inletgu
5、idevanes,简称VIGV)调节是通过改变验,在+60的进口预旋角下,测得喘振线往小叶轮进口导叶的安装角从而改变气流预旋的调[3]流量方向移动,压缩机的稳定工况范围扩大。节方法。与变转速调节相比,这种调节方式虽随后,Rodgers对压比为5的小型燃气透平压气然效率较低,但在某些方面有自己的特色,如:机试验表明,在+40的进口预旋角下,喘振线系统结构相对比较简单,可以在不停车的条件同样往小流量方向移动,稳定工况范围也得到下进行调节,利用伺服机构还可实现自动化。[4][5]了扩大。YujiIwakiri对带可调进口导叶的收稿日期:2005-09-27西安市71004944小型离心式压
6、缩机的性能进行了三维CFD研(2)在中等导叶安装角(30~60)时,叶顶究,并且针对不同的可调进口导叶安装角,用试处打开了一个间隙区域,这个间隙导致损失增验验证了安装角分别为0,+12,+24,+36,大。+48,+60时,喘振流量随可调进口导叶安装(3)在导叶安装角较大时,气流通过导流叶角的增大而减小,与无预旋流动相比最大可减片时会出现很大的压降,而在叶顶相对其转轴小14%。是悬臂的,这将导致叶片承受较大的弯矩。2.2调节效率图1表示了柱状环形通道可调进口导叶在理想的可调进口导叶不仅仅需要有较宽的安装角为+30时的导叶叶顶和叶根附近的速调节范围,还要求有较高的效率,即较
7、低的损度矢量图。失。从其调节原理来看,它既有预旋效应,又有节流效应。当压缩机负荷变化不大即导叶安装角较小时,预旋效应占主导地位,如果导叶叶型设计较好,具有良好的气动性能,这样其产生的损失就较小。西安交通大学空气动力实验室的进气预旋试验还表明,在导叶安装角较小的调节范围内(-26~+10),与无预旋相比,最高级效率值变化并不大,效率曲线的形状及平坦程度也相差无几,具有较高的调节效率。而当负荷变化大,即导叶安
