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。     

氦氙混合离心压气机设计与分析

氦氙混合离心压气机是闭式布雷顿循环的主要部件之一,但是国内对此种稀有气体混合工质压气机设计的研究较少。本文以摩尔质量为40g/mol的氦氙混合气为工质,设计了单级总压比为2.3、流量为1.6kg/s的氦氙混合离心压气机。该压气机分为叶轮和径向扩压器两个部分,叶型采用了单分流叶片。通过数值模拟的方法对此离心压气机的气动特点以及流场进行了分析。氦氙混合离心压气机的数值模拟表明,此压气机达到了总压比2.3、等熵效率88%的设计指标。     

离心压气机叶片扩压器多点气动优化设计

在级环境下采用遗传算法和人工神经网络对高压比离心压气机叶片扩压器叶片几何型线进行了多点气动优化设计。根据优化前后的计算结果,对优化前后叶片扩压器内部的流动特征进行了对比分析。优化结果表明,采用多点优化设计可以有效提高离心压气机的气动性能。     

串列叶栅扩压器第一列叶片出口角对性能的影响

将串列叶栅设计思想应用于100kW微型燃机离心压气机扩压器上。深入研究了串列叶栅扩压器第一列叶片出口角对其性能的影响。通过多方案的对比研究,获得了对应相对最优性能的第一列叶片的安装角方案。即当第一列叶片偏向第二列叶片吸力面0.8＆#176;,出口角为31.5＆#176;时,由于第一列叶片出口与第二列叶片进口径向重叠区域形成恰当的渐缩型通道,此时扩压器的扩压速度比（DVR）最小,流道内流动均匀,二次流动损失最小,多变效率、压比和总压恢复系数都达到最高。     

级环境下斜流压气机叶片扩压器气动优化设计

以某斜流压气机的叶片扩压器为研究对象,采用人工神经网络和遗传算法相结合对其进行气动优化设计.优化后,斜流级总压比提高了3.85％,效率提高了2.07％.叶片扩压器静压恢复系数和总压恢复系数也分别大幅提高至0.7和0.95的水平.与原方案相比,扩压器叶片最大负荷点从10％弦长后移至25％弦长.扩压器叶栅通道靠近机匣区域的...     

稠度对跨音速叶片扩压器流场影响的数值研究

以某跨音速离心叶轮为匹配对象,设计了6种不同稠度的叶片式径向扩压器,采用数值模拟手段研究了稠度对离心压气机级性能和跨音速扩压器内部气流流动影响机理。结果表明:随着稠度降低,级性能整体呈现出先上升后下降的趋势,存在最佳性能点。设计工况的流场分析显示,增大稠度有利于减小低稠度叶片扩压器的通道扩张角,改善分离情况;较低稠度时继续减小稠度则可推迟叶盆处气流分离,同时叶背易分离,并且减小稠度有利于减弱半无叶区和有叶扩压段内的二次流旋涡。然而,稠度减小会引起扩压器叶片尾部稠度过小,导致叶背尾部气流分离,引起扩压器进出口稠度不匹配的问题。     

扩压器出进口宽度比对某离心压气机性能的影响

采用数值模拟方法深入研究了楔形扩压器出进口宽度比对某高转速、高压比离心压气机性能的影响,结果表明,适当减小扩压器出进口宽度比可改善扩压器内部流场,提高扩压器出口流动性和离心压气机性能,为进一步优化离心压气机设计提供了思路。     

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。     

斜流压气机扩压器流场的数值模拟

用数值模拟方法研究了某高压比斜流压气机级,并对最大效率工况点的扩压器内部流场进行了初步分析。结果表明,斜向扩压器的最大静压恢复系数为0.525,轴向扩压器为0.502;斜向扩压器叶片压力面附面层大面积分离,造成严重的气动损失,使得其总压恢复系数较低;轴向扩压器只在叶片吸力面出现部分附面层分离,总压恢复系数相对较高;经过一排斜向叶片扩压器和一排轴向叶片扩压器,气流流动方向与子午面的夹角总共扭转了大约50°,扭转角度过大因而附面层分离严重,是造成扩压器性能下降的主要原因。     

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。