叶片扩压器在小流量离心压缩机中的应用研究

应用流动分析软件Fine/Turbo对叶片扩压器在压缩机基本级环境条件下进行了数值研究.在设计工况和变工况下获得叶片扩压器内部详细的流动规律,并对有叶片扩压器和无叶扩压器的级进行了性能比较.计算结果对于小流量离心压缩机的基本级采用叶片扩压器比采用无叶扩压器能获得更大的静压恢复系数,并提高了小流量压缩机基本级的气动性能.     

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。     

低稠度半高叶片扩压器的模型级性能研究

通过数值模拟的方法研究了低稠度半高叶片扩压器在大流量离心压缩机模型级中的应用,并比较了其与无叶扩压器对模型级气动性能影响的差异.研究结果表明:采用低稠度半高叶片扩压器的模型级基本消除了盖侧附近低总压高熵值的区域,气动性能有较大提高.     

叶片扩压器对小流量模型级性能的影响

在某离心压缩机小流量模型级叶片扩压器的基础上,改变其叶片的位置和长短,并分别进行数值模拟,通过分析计算结果,研究叶片扩压器对模型级性能的影响.结果表明,叶片扩压器的位置对整级性能有一定影响.     

多级离心压缩机无叶扩压器内气动性能的数值研究

对某多级离心压缩机的气动性能进行了整级CFD数值模拟,重点研究并比较了级间与级后无叶扩压器内的气动特点。计算方法基于Jameson格式,湍流模型选择Spalart-Allmaras模型。结果表明,在多级离心压缩机中,无叶扩压器的性能对整个机组的总体性能影响很大。级间与级后无叶扩压器内的能量损失都很高,但后者以摩擦损失为主,而前者由于受其下游弯道的影响,流动发生分离,因而其能量损失来源于摩擦与分离的共同作用。     

不同类型扩压器对离心式压缩机结构振动与辐射噪声影响的试验研究

扩压器是离心压缩机中的重要部件之一,不同类型的扩压器对压缩机的各方面性能影响很大。本文以MCL离心压缩机为研究对象,分别选取了全高叶片扩压器、楔形扩压器、半高叶片扩压器和无叶扩压器4种扩压器,在φ200模型级试验台上,开展了在不同流量下,不同扩压器对压力脉动(PP)、振动和声强影响的试验,获得不同类型的扩压器对结构振动与辐射噪声的影响的结果,选择楔形扩压器更具有优势,为离心压缩机的优化设计打下基础。     

离心鼓风机和离心压缩机的性能预测

以NASA TN D-6729/7487研究报告为基础,对11个离心鼓风机及离心压缩机的模型级算例进行了性能预测并与实测数据对比分析,给出了叶片或无叶扩压器级相适用的损失模型.     

某带无叶扩压器的离心压缩机内部流动特性与稳定性分析*

为了分析确定引起离心压缩机失稳的关键部件,结合实验数据,采用数值模拟的方法对某带无叶扩压器的离心压缩机在90%转速下的性能与内部流动进行了详细模拟。综合分析实验所得的级特性线、动态压力信号、叶轮和扩压器内部特征流动,结果表明无叶扩压器为造成该离心压缩机失稳的关键部件。通过比较无叶扩压器在最高效率点与近失速点下内部的流动特征,提出了可能的扩稳方法。     

组装式压缩机叶片扩压器设计及性能分析

针对某组装式压缩机用半开式小流量系数叶轮,设计了两种不同型式的叶片扩压器,并对半开式叶轮和叶片扩压器组成的模型级的内部流动进行数值模拟,以及对两种扩压器的流场分布和性能进行了分析。试验结果表明:采用机翼形扩压器相比楔形扩压器,气动性能得到明显提高。     

两个典型离心式压缩机级静子元件中流动的数值模拟

使用NUMACA软件对两个不同流量系数的离心式压缩机级静子元件中的流动进行了数值模拟。分析了两个级无叶扩压器中的流场及其中一个级弯道和回流器中的流场。对离心式压缩机级设计提供了改进信息。     

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF ROTATING STALL FOR A LOW-SPEED CENTRIFUGAL COMPRESSOR

Unsteady flows and rotating stall of a low-speed centrifugal compressor are investigated by measuring vaneless diffuser wall static pressure fluctuation and internal flow fields at different small flow fluxes. During the experiment, firstly the real time static pressure fluctuations on the vaneless diffuser shroud at different circumferential and radial position were acquired by high-frequency dynamic pressure transducers. Discrete Fourier transformation analysis and cross-correlation analysis were applied to the experimental results to ascertain the rotating stall beginning operation conditions and stall cells numbers and rotating speed. Secondly, the vaneless diffuser inlet flow angle distribution along diffuser width direction was acquired by single hotwire, which was compared with SENOO＇s analysis results. At last, the internal flow fields of the centrifugal compressor were investigated with a particle image velocimetry （PIV） system at different small flow fluxes. The flow field development of vaneless diffuser and blade flow passage are given at rotating stall conditions. The experiments enrich the understanding of rotating stall flow phenomenon of the low-speed centrifugal compressor and provide full experiment data for designing high performance centrifugal compressor.     

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.     

射流对扩压器流场稳定性的影响

在设计工况下叶片扩压器有利于提高离心压缩机级效率和压比.然而叶片扩压器稳定运行工况范围狭窄,超出该工况范围叶片扩压器产生的冲击作用会降低离心压缩机性能.因此在某些化工过程中,离心压缩机在压缩过程中获得外部注入的射流.在扩压器叶片上开孔,合理利用射流,能优化叶片扩压器中流场结构,扩大其工况范围.     

离心压缩机级半开式叶轮采用无叶和串列扩压器的性能分析

使用CFD软件对某高能头半开式离心压缩机的级,在分别采用无叶扩压器和串列扩压器时进行了流动模拟和性能分析,给出了两种情况下的流场分布和性能比较。结果表明,在高能头系数的级中采用串列扩压器可以有效地改善叶轮出口流场,减少流动损失,提高压力恢复系数和级效率。     

离心压缩机末级最佳D_4/D_2值的数值研究

考虑到离心压缩机末级各通流元件之间的相互影响,将末级叶轮、无叶扩压器和排气蜗壳组合一起对扩压器出口直径与叶轮直径的比值D4/D2进行研究,通过对不同D4/D2条件下的整级模型进行数值模拟,研究扩压器流道长短对整级性能的影响,对离心压缩机末级流场及D4/D2值变化与离心压缩机整级性能的变化关系进行了详细的对比分析.研究结果表明,D4/D2值的变化对末级整级性能有较大的影响,并存在一个使级效率为最大值的最佳D4/D2值,D4/D2过大或过小都将使整级效率下降.     

Z305压气机内部流场数值分析及扩压器结构优化

为分析叶轮和扩压器耦合作用下的压气机内部流场,在级环境下对Z305增压器离心压气机进行了数值研究,结果表明该压气机的工作范围较狭窄和整级效率较低的原因在于叶轮出口段到扩压器进口处都存在较大的涡流区。通过减少扩压器叶片数和缩短叶片尾缘的长度,改善了叶轮和扩压器的耦合关系,使得压气机工作范围和在多工况下的效率和压比等性能参数都明显提高。