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.     

基于CFD的离心压缩机整级性能优化设计

本文采用CFD技术研究离心压缩机整级性能优化设计方法.首先用一元理论进行初始设计,应用全三维流场分析的方法分析叶轮、扩压器以及回流器叶片参数变化对压缩机性能的影响.在此基础上,对主要几何参数进行了优化设计.研究结果表明;通过在压缩机运行过程中调节扩压器叶片的角度,可以使压缩机的最大效率和工况范围均得到改善.对于本模型的压缩机,效率可提高3％以上.优化设计后压缩机整级气动性能得到明显改善.     

长叶片扩压器稠度对气动性能影响研究

以某离心压缩机为研究对象,通过改变长叶片扩压器的叶片数和叶片弦长2种方式对叶片稠度进行改变,利用数值模拟方法,以最大效率和稳定工作范围为判断依据,结合特性曲线,针对长叶片扩压器稠度的变化范围,分析了长叶片稠度的改变对离心压缩机气动性能的影响。得出如下结论:针对长叶片扩压器,不同于传统对扩压器最优稠度的选择,扩压器的稠度值在1.203 3附近时离心压缩机能达到较高的等熵效率和压比,同时具有较宽的稳定工作范围。     

叶片扩压器内跨盘─盖流场的实验研究

采用三孔探针沿叶片扩压器轴向测量了跨盘─盖流场，获得了叶片扩压器内速度场和压力场跨盘─盖的分布特性，并分析了中、小流量时扩压器内流动的变化趋势。实验结果表明：叶片扩压器内流动是一个既扩压又均匀化的过程，随着流动向扩压器出口的发展，沿叶片吸力面侧低速流体区不断扩大，在小流量工况时靠近扩压器盘差侧出现倒流，此时最容易引起离心压缩机工作性能失稳。     

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.     

叶片扩压器内跨盘—盖流场的实验研究

采用三孔探针沿叶片扩压器轴向测量了跨盘－盖流场，获得了叶片扩压器内速度场和压力场跨盘－盖的分布特性，并分析了中、小流量时扩压器内流动的变化趋势。实验结果表明：叶片扩压器内流动是一个既扩压又均匀化的过程，随着流动向扩压器出口的发展，沿叶片吸力面侧低速流体区不断扩大，在小流量工况时靠近扩压器盘盖侧出现倒流，此时最容易引起离心压缩机工作性能失稳。     

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。     

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.     

离心压缩机小流量级扩压器的分析与优化

对一离心压缩机小流量级扩压器内部的三维粘性流场进行了数值研究.对叶片扩压器进行初始设计,并分析讨论了扩压器叶片型线,使其级多变效率提高近5个百分点.     

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.     

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.     

低稠度叶片扩压器形状参数的分析

通过对一离心压缩机叶片扩压器内部流场进行三维粘性数值模拟,对比分析了小稠度扩压器的主要形状参数对气动性能的影响.结果表明对于小稠度扩压器设计可以找到稠度和叶型厚度的最佳值,使得压力恢复最大而损失水平较低,这对于工程设计具有指导价值.     

叶片扩压器在改进离心压缩机性能中的应用

针对传统的离心压缩机设计方法上的欠缺，提出了用叶片扩压器提高压缩机性能的难题，并通过实例给出了解决问题的步骤。     

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。     

多级泵内部流场的三维数值模拟及性能预测

利用CFD软件Fluent对多级导叶式清水离心泵的内部流场进行了数值模拟,得出了叶轮及导叶内部流道的速度和压力分布规律,并发现了叶轮进口回流,出口的二次流动特征等叶轮内部流动的细节,导叶出口区产生了一个低压区等流动特征。然后根据自编计算软件利用计算得到的速度场数据计算出泵的扬程、功率、效率和流量之间的关系曲线,并与试验数据进行了比较。结果表明:在设计工况附近,预测值与试验值吻合较好,在其它工况点,特别是小流量工况点,误差较大。     

径流叶片扩压器的气动设计与优化

径流叶片扩压器的优化设计对提高离心风机的静压效率有重要作用。基于NACA65平面叶栅试验数据和叶栅保角变换方法,建立径流叶片扩压叶栅的气动设计方法,解决了径流叶栅气动设计中基准叶型的转换问题。通过对叶型的参数化和应用遗传算法的优化,可以进一步优化叶片安装角和局部型线,控制叶片表面的流动分布,降低叶栅总压损失和出口气流落后角,相关算例证明了本文方法的可行性。     

离心风机叶片扩压器内部流场的试验研究

利用激光多普勒测速仪(LDV)测量了离心风机叶片扩压器的内部流场。试验中，分别在大流量和小流量两个工况下对离心风机叶片扩压器的内部流场进行了详细的测量，由测量结果分析了叶片扩压器流道中前侧板侧、中间和后侧板侧三个回转面上气流速度的矢量分布和等值线分布，以及气流从扩压器的叶片凹面到凸面、从扩压器的进口到出口的流动特性。结果表明在扩压器喉部附近靠近扩压器凹面的局部区域，速度的方向会向叶片凸面发生较大角度的偏转；随着流量的增大，该区域将会向叶片扩压器的下游及流道宽度方向发展。     

离心叶轮机械有叶扩压器内部流动的PIV测量

以离心风机为研究对象,设计构建了用于内部流场激光测量的离心风机试验台,离心风机全部由透明度较高的材料制成。对PIV技术测量叶轮机械内部流动的应用进行了探索和实践,合理设置系统光路,优化筛选PIV示踪粒子和PIV双曝光时间间隔,最后采用PIV测量技术详细测量了某一运行工况下有叶扩压器的内部流场,给出了有叶扩压器不同轴向位置处流场的试验测量结果,并简要讨论了有叶扩压器的内部流动。     

扩压器稠度对离心压缩机性能影响的数值分析

通过CFD手段,比较了几个不同稠度的叶片扩压器性能与内部流场损失分布,分析了稠度的变化对叶片扩压器喉部流动产生的影响,并对叶片扩压器通过减小叶片数和减小叶片弦长来改变稠度的两种不同方法进行分析,发现通过减小叶片数的方法能够获得较好的压缩机性能。