离心压缩机级的数值试验及分析

在自行开发的离心压缩机建模参数化软件平台上，对含分流叶片的离心压缩机级进行了数值试验，给出了级的总性能曲线和叶轮出口流场分布等结果。结果表明：离心叶轮分流叶片的位置、叶片出口的形状、扩压器宽度，以及蜗壳型式等方面的不同选择都会对压缩机的性能造成明显的影响。     

无叶扩压器对离心压缩机流场及性能影响的数值研究

采用自编的CFD程序数值研究了无叶扩压器对离心压缩机流场及气动性能的影响.采用当地时间步长、多重网格以及隐式参差光顺等技术来加速收敛,以质量流量来代替出口静压的出口边界条件,使出口静压在计算过程中与给定的流量工况自动匹配,大大节省了计算时间.对Krain叶轮后带等面积与直壁两种形式的无叶扩压器离心压缩机内部流场进行了计算与分析,结果表明:直壁型无叶扩压器离心压缩机的效率低于等面积无叶扩压器离心压缩机的效率;直壁型无叶扩压器使得叶轮出口的流动出现分离;扩压器的形式对离心叶轮的整体气动性能影响并不大;在进行离心叶轮数值研究时,叶轮后的延伸区最好采用等面积无叶扩压器,以尽量减小无叶扩压器所引起的计算误差.     

离心叶轮分流叶片位置与扩压器相互影响的模拟研究

叶轮分流叶片周向位置改变,将对叶轮与扩压器内部流场产生干扰。对带分流叶片离心压缩机叶轮及扩压器流场进行数值模拟,结果表明:当叶轮匹配叶片扩压器,分流叶片向主叶片吸力面偏置较居中时,叶轮进出口压比降低3.66%,平均出口气流角增加1.54°;分流叶片向主叶片压力面偏置相比于居中,叶轮进出口压比增加1.85%,平均出口气流角增加2.09°,分流叶片吸力面侧低能区减小,气流分离受到抑制,叶轮效率提高。因此分流叶片向主叶片压力面偏置有利于提高叶轮性能。但由于分流叶片偏置后叶轮平均出口气流角较居中时变大,对扩压器叶片形成正冲角,在叶片背弧处产生了分离涡,造成扩压器内流场混乱,使扩压器效率降低。因此,分流叶片偏置后与之相匹配的扩压器叶片的安装角也要相应改变,以抑制扩压器内的分离涡及二次流,提高整级效率。     

采用叶片扩压器时单级离心叶轮内流分析

对采用滑移网格技术计算得到的,带有叶片扩压器的单级高速离心压缩机,非定常流动计算结果的叶轮内流进行分析,研究了叶片扩压器的存在对叶轮内流的影响。     

分流叶片对离心压缩机叶轮内流及性能影响的数值研究

对包含分流叶片的离心压缩机叶轮内部流场进行了全三维数值仿真,分析了分流叶片对叶轮流场与性能的影响,并与不带分流叶片的叶轮内部流场进行了比较.     

离心压缩机辐射噪声的理论计算

给出了离心压缩机叶轮粘性尾迹速度亏缺值及尾迹宽度的计算方法。给出了离心压缩机气动参数和结构参数与声功率级之间的内在关系。提出了在叶轮粘性尾迹作用下，扩压器叶片上不稳定脉动力的计算式，运用调制理论，建立了离心叶轮与扩压器叶片相互作用而导致的声幅射方程。在此基础上，对某化肥厂ＤＨ６３型离心压缩机声功率进行了理论计算，并与实测值进行了比较，二者吻合较好。     

离心压缩机半开式叶轮与叶片扩压器级内流动的数值模拟

对由半开式叶轮和叶片扩压器组成的离心压缩机模型级内部的流动进行了数值模拟，分析了叶轮与叶片扩压器内部的流动情况及相互影响。结果表明，用半开式叶轮代替模拟级中的闭式三元叶轮后，流动情况严重恶化，级出口静压系数降低；与无叶扩压器相比，叶片扩压器使级出口压力系数升高。在相同叶轮出口速度下，叶片扩压器比无叶扩压器中气流速度下降迅速，叶轮出口处平均流场趋于均匀。     

不同扩压器形式对叶轮内流动影响的研究

针对离心式压缩机模型级进行了数值模拟,与试验结果对比验证了计算模型的正确性,用无叶扩压器代替叶片扩压器在相同的边界条件下进行流场数值模拟,根据模拟结果对比分析了两种情况下叶轮内部的流动特征,揭示了叶片扩压器和无叶扩压器对离心式压缩机级内流场的影响规律.     

单级跨音速离心压缩机叶片扩压器和不同蜗壳形式耦合的内部流动数值研究

对单级跨音速离心压缩机具有对称和非对称两种形式的圆形截面蜗壳的内部流动进行数值研究, 分析蜗壳内部流动以及蜗壳与扩压器相互作用所导致的流动现象和不同工况条件下蜗壳进口周向流动的不均匀性以及两种蜗壳布置形式下各部件的流动损失.计算结果表明:在设计流量下和大流量下,对称蜗壳的蜗舌附近叶片扩压器通道中出现了回流,发生位置都在叶片扩压器叶片凸面;偏心蜗壳仅在大流量时出现回流现象,蜗舌附近区域内部流动情况略好于对称蜗壳.在非设计流量下,静止部件内部损失均大于设计流量,其中在大流量下尤为明显:扩压器内部损失在静止部件总损失中均占到80%以上,蜗壳内部损失小于20%;小流量下叶片扩压器内部损失所占比例小于大流量工况.     

离心压缩机排气蜗壳内部流动分析与优化

利用计算流体动力学专业软件NUMECA对某离心压缩机末级流场(包括闭式叶轮、无叶扩压器、排气蜗壳)进行三维粘性流动的数值计算分析.以计算结果为依据,对等宽变高式排气蜗壳进行了优化设计,末级效率提高约4.5%.将改进方法用于另一台压缩机组的末级排气蜗壳,末级效率同样提高4.5%,由此总结出"焊接式排气蜗壳气动设计规范",并将其应用于另一类典型的焊接式排气蜗壳--等高变宽式排气蜗壳的优化设计,末级效率提高约3%.大量的数值试验证明,所提出的设计方法具有很好的通用性,可以推广应用于所有的焊接式排气蜗壳设计.