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。     

利用三维粘性流场分析提高风机设计水平

离心通风机通道内三维流场分析是当前提高离心通风机设计水平的一个关键问题。由于离心通风机内部流动和边界条件均很复杂，数值模拟有相当难度。本文用Ｎ－Ｓ方程、Ｋ－ε模型对通道内三维流场进行数值分析并提供了一种初步的数值方法。首先，利用二维Ｎ－Ｓ程序计算进风口－叶轮－旋转扩压器形成的具有旋流的子午通道内部流场，并给出三维叶轮通道流场计算所必需的进口条件。然后，利用三维Ｎ－Ｓ程序计算三维叶轮通道内部流场，并     

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.     

基于机器学习的斜流压气机多目标优化

针对100公斤级涡喷发动机,为了提高斜流压气机性能,利用编码搭建的BP神经网络-遗传算法平台,对叶轮入口轮毂半径、叶轮叶片数、扩压器轴向长度和扩压器叶片数进行压气机级的多目标优化。结果表明:优化后的压气级总压比提高了3.2%,等熵效率提高了7.9%,工作稳定性大幅度提高;优化后的斜流压气机叶轮出口处的泄漏流得到明显的改善,扩压器转弯段逆压梯度和附面层影响减小。     

小流量离心式压缩机级的研究

本文介绍了一个带无叶扩压器的离心式压缩机级和四个带叶片扩压器的级的试验结果。将带无叶扩压器的级与所了解到的现有的类似级相比,前者气动特性较好。这个级的b_2/D_2=0.029,β_S2=45°,级的最高绝热效率为82％,工作范围为V_max/V_min=2.29。文章对叶轮叶片入口角的计算和测定、叶片扩压器与无叶扩压器的对比等问题,作了初步的分析,并对如何设计歪头螺壳提出原则的意见。     

氢燃料电池空压机叶片扩压器迎角对气动性能影响研究

氢燃料电池所用的空压机主要为高速离心式空压机,其气动性能主要由叶轮和扩压器决定,两者的匹配性能与叶片扩压器的迎角有关。为探究迎角对空压机气动性能的影响,对设计工况下9组不同迎角的叶片扩压器进行研究。利用商业CFD软件Numeca对叶轮转速为95000r/min的空压机进行模拟计算,获得各个迎角下空压机的气动性能曲线,对流道子午面的马赫数和流场云图进行分析。结果表明：扩压器迎角对离心式空压机的气动性能有重要影响,在一定范围内,迎角越大,空压机的工作范围越宽,峰值效率越高,高效率区越广;在额定转速下,迎角在0°～2°之间存在最优值,使叶轮与扩压器的匹配性最优,空压机具有更好的气动性能。     

离心风机叶轮旋转扩压器的设计与实验研究

本文对离心风机的叶轮旋转扩压器进行了理论分析,介绍了两种旋转扩压器的对比实验,并提出了最佳曲线形旋转扩压器的设计方法。     

离心压缩机叶片扩压器内流场模态与失稳分析

离心式压缩机中叶片扩压器叶片和旋转叶轮间流动存在动静干涉,易出现流动不稳定现象。模态分解方法用于提取出动态流场中相关的模态流场信息。本文在离心式压缩机叶片扩压器动态流场应用动态模式分解方法,对速度场提取模态并进行分析,结果表明:叶片扩压器近盘盖侧涡结构运动规律不同,90%叶高平面涡沿着叶片压力面向下游运动并很快耗散,而在10%叶高平面涡会进入通道造成流动不稳定。随着流量减小,10%叶高面上叶片吸力面尾缘产生大尺度涡并脱落,进一步加剧盘侧截面恶劣的流通情况。     

离心叶轮与径向扩压器非定常干涉效应研究

本文以某离心压气机为研究对象,开展非定常数值模拟,深入探索离心叶轮和径向扩压器之间的非定常干涉效应,以及产生的周向流场畸变在径向扩压器和回流器内的传播特征。研究表明：径向扩压器对离心叶轮的影响主要体现在势作用上,扩压器的势干扰使得叶轮出口静压发生周期性变化,进而引起叶轮后部负荷等也产生周期性变化;在离心叶轮的作用下,扩压器进口气流角分布呈现较强的非定常性,影响范围覆盖了整个扩压器通道;径向扩压器流场中的畸变区域,沿周向朝压气机转动相反的方向旋转。     

离心式鼓风机中碳调质钢叶轮的补焊试验及工艺性分析

介绍了离心式鼓风机中碳调质钢叶轮的补焊试验，并给出了结果，对试验结果进行了分析，得出了相应的结论。提出了叶轮补焊应注意的关事项。     

离心泵和轴流泵的反作用度及叶片形式分析

从欧拉方程出发，推导了离心式和轴流式两种水泵叶轮反作用度的表达式。利用叶片进、出口处液流运动速度三角形，分析了两种叶轮在不同反作用度时叶片的形式和叶轮的水力特性，从理论上阐述了叶片选型和导叶配置的合理性。     

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。     

离心式空气压缩机内流动特性研究

叶轮流动特性表明其前缘速度最大,尾缘处部分分离流动,而中间面两侧速度并不均匀。弯道和扩压器内部流场稳定,没有明显变化。通过对离心式空气压缩机整级流动特性分析表明:扩压器和弯道内流场则较为稳定,叶轮和扩压器交界面处流动速度较高,回流器内流场变化较为剧烈。通过对其内流动分析,可以为设计大工况下高效低耗的离心机提供理论指导。     

径向无叶扩压器内三维湍流边界层分离点的计算

依据三维边界层理论,提出了一个计算径向无叶扩压器内三维湍流边界层分离点的简单近似方法;并利用此方法计算了不同扩压器进口条件下的边界层分离点的位置的变化规律;在此基础上,讨论了在某些条件下离心式压缩机无叶扩压器内发生的旋转失速现象及由此导致的离心式压缩机的喘振机理。     

基于NURBS离心式压气机参数化造型设计及气动优化

基于特征造型技术进行含扩压器离心式压气机参数化造型方法的研究。将叶轮分解为叶片和轮盘两个特征,径流式叶片型线采用非均匀有理B样条表达,直纹面实现叶身成型;扩压器叶片型线利用具有三阶导数连续的五次多项式法构造,以叶根型线草图拉伸生成扩压器叶片实体模型。在CAD(computer aided design)软件二次开发基础上实现离心式压气机模型自动创建,以径流式叶片控制点周向转角和扩压器安装角为设计变量,利用全局和局部优化算法组合寻优,实现离心式压气机气动优化,改善压气机气动性能。结果显示优化后径流式的叶型呈现明显的倾斜特征。     

离心式压缩机“级”的流场分析与计算

吸收了压缩机“级”中各单个部分(如进气道、离心叶轮、无叶扩压器、有叶扩压器及排气蜗室)的理论及数值计算研究成果,对离心式压缩机“级”的流场数值的计算方法进行了探讨,颇有参考价值。     

带楔形扩压器的跨声速离心压气机设计及内部流场计算

采用离心压气机计算机辅助集成设计系统设计了带楔形扩压器的跨声速离心压气机。采用混合平面法对设计的跨声速离心压气机叶轮和扩压器内部流场进行了三维粘性计算,给出了叶轮和扩压器内部的计算结果。计算结果表明,在流量为2．45 kg/s工况下,压气机压比为6．22,压气机总效率为75％,叶轮内部出现典型的二次涡系结构。扩压器内的流场参数分布表明,扩压器前缘出现激波,在楔形扩压器内存在复杂的涡系结构,二次流动涡在扩压器内部经历了一个发生、发展和消失的过程。     

CAMERON空气压缩机自控技术应用

YURBO-AIR3000压缩机是一种速度型离心式压缩机,其叶轮将速度加给气体,气体进入静止的扩压器,将速度转化成压力。内置于机组中的中间冷却器去掉压缩过程中所产生的热量,从而提高压缩效率。然后气体在流动的低速区通过不锈钢水汽分离器除去冷凝水。当气体被强制通过不锈钢水汽分离器后,气体所带的水分降低了。通过三级压缩,直到压缩机达到所要求的工作压力。     

不同宽度无叶扩压器与半开式离心叶轮匹配特性数值模拟

考虑到扩压器与叶轮的匹配特性,本文对不同宽度扩压器的半开式离心叶轮流道的性能与流动结构进行了分析。通过数值建模与全工况的性能计算,对比了数值计算性能与实验性能,验证了数值方法的可靠性。在此基础上,调整扩压器宽度,发现适当减小扩压器宽度可以使叶轮出口流动趋向均匀,进而抑制扩压器盖侧回流,改善整个流道的性能;尤其是在小流量工况下,可以有效提高离心叶轮流道的效率和压比。同时发现,不同宽度扩压器对叶轮叶顶泄漏流有一定的影响,进而影响叶轮的性能。     

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.