径向间隙对离心压气机性能影响的数值研究

通过自主开发的CFD求解器NUAA Turbo,对带有楔形扩压器的离心压气机进行定常和非定常数值研究,通过改变叶轮和扩压器间的径向间隙,研究其对离心压气机性能的影响.研究发现:较小的径向间隙能够抑制扩压器压力面的分离,高载荷压力面的卸载提升了扩压器叶片通道的扩压能力.     

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。     

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。     

离心式叶轮机械内部非定常流动的数值计算 第二部分 带有叶扩压器的离心通风机

在CFX软件平台上,数值计算了带有叶扩压器离心叶轮机械内部的非定常流动,并对其进行了分析研究.数值分析表明,叶轮与有叶扩压器间的相互干涉作用主要影响的是有叶扩压器内的流动,对叶轮内的流动影响不大.有叶扩压器内流动的非定常特性主要集中在扩压器的入口区域.计算结果可为离心叶轮机械的优化设计提供有益的参考.     

高轮毂比离心压气机改型设计及分析

以某高轮毂比离心压气机为研究对象,在给定的轴向尺寸限定下,进行离心压气机改型设计,提出了离心叶轮和径向扩压器子午流道倾斜的设计方法以提高离心压气机性能,并借助数值模拟手段,揭示了该设计方法提高高轮毂比离心压气机性能的机理,可为高轮毂比离心压气机改型气动设计提供借鉴。     

离心压气机改型设计及扩压器前掠分析

本文主要研究单级离心压气机的改型设计,并采用数值方法对楔形扩压器前掠展开了详细研究。在保持原有压气机叶轮外径不增加、流量和设计转速不变的条件下,将压比由4.0提高到4.5。在设计离心叶轮时,首先需要确定叶轮后弯角,为了真实评估叶轮后弯角对离心压气机效率和稳定性的影响,详细设计了后弯角为20°,25°,30°和35°的三维叶轮以及相匹配的楔形扩压器,最终选择35°后弯角叶轮。其次,后弯角为35°叶轮的设计点压比相对于设计目标偏低,将hub处弯角减小到30°达到增加设计点压比。最后,考虑到楔形扩压器各截面载荷的不同,研究了楔形扩压器前掠对性能影响。     

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。     

扩压器叶片数对高负荷离心压气机性能影响研究

针对带楔形扩压器的高负荷离心压气机,借用数值计算手段对其进行研究,计算得知离心压气机特性与实验结果吻合度较好。在此基础上,深入研究不同径向楔形扩压器叶片数对离心压气机性能的影响,并详细分析其对扩压器内部复杂流动的影响,为楔形扩压器的设计提供技术贮备。     

组合式后掠叶片离心压气机叶轮造型方法和流场分析

一、前言后掠叶片离心压气机叶轮由于性能显著优于径向直叶片叶轮,吸引人们对此进行开发和研究。目前研究的重点在其叶片造型方法及通过流场计算分析预测其性能。一般大型径向直叶片、后弯叶片离心压气机叶轮常分成导风轮、工作轮两段,并分别进     

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.     

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。     

半开式离心叶轮与扩压器间流动模态提取与分析

考虑到半开式离心叶轮叶顶间隙流动对离心压缩机流动稳定性的影响,本文采用动态模式分解的方法对比了离心叶轮和无叶扩压器分别在设计工况和近失速工况下的流动结构及其频率信息。结果表明:叶轮出口附近的叶顶间隙流动对无叶扩压器中流动有显著影响,无叶扩压器中出现了和叶顶泄漏流流动相关的涡结构。随着流量的减小,叶顶间隙流动进一步影响无叶扩压器内部流动,涡结构频率变高,径向直径减小并向动静交界面移动,同时靠近盘侧的流场出现不稳定流动趋势。     

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。     

《流体工程》1990年1—12期目录索引

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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。     

整体涡旋流畸变对轴流-离心组合式压气机喘振特性影响的数值研究

为研究整体涡旋流畸变对轴流-离心组合式压气机喘振特性的影响，本文采用气腔模型来研究压气机出口的容腔效应，分别模拟了均匀进气以及不同旋流强度的正向及负向整体涡旋流畸变作用下，组合式压气机的喘振过程。研究发现，正向整体涡旋流畸变作用下，离心叶轮进口截面近盘侧存在强度较大、范围较广的正向旋流，一定程度上抑制了叶轮内的流动分离；相反地，负向整体涡旋流畸变作用下，离心叶轮进口截面近盘侧存在强度较大、范围较广的负向旋流，使叶轮内的流动分离加剧甚至引发回流，使得压气机系统进入深度喘振工况。正向整体涡旋流畸变的旋流强度越大，组合式压气机的喘振圈及喘振频率越小；负向整体涡旋流畸变作用下，旋流强度越大，喘振圈越大、喘振频率越高。     

离心压缩机低压段首级流场试验研究

目前国内在离心压缩机级或段中各部件的性能试验研究较少,本文对多级离心压缩机低压段首级叶轮的流场测量进行试验研究,计算叶轮和扩压器组合部件的性能,了解低压段首级内部流动情况,分析首级叶轮性能对低压段性能的影响。流场测试结果与数值计算进行对比验证,两种方法数据趋势相同,曲线大体吻合,说明数值计算比较准确。通过对叶轮及扩压器性能的试验研究,发现其在离心压缩机产品试验检测过程中,起到非常重要的作用。     

前倾角45°离心压气机叶轮设计探讨

一、前言前倾叶片和后掠叶片叶轮的离心压气机由于性能明显优干径向直叶片叶轮压气机而得到了人们的高度重视。过去前倾叶片、后掠叶片叶轮的前倾角在62°左右。近几年国外发展了前倾角45°或小于45°叶轮的离心压气机,引起了人们的兴趣。分析计算该叶轮的流场及其变化机理,提出叶片和叶轮的几何设计方法,可为这种叶轮压气机的设计研制提供条件。     

离心叶轮机械内部非定常流动的数值计算 第一部分 带无叶扩压器的离心通风机

基于CFX软件平台,对带无叶扩压器离心叶轮机械内部的非定常流动进行了数值计算分析研究.结果表明:无叶扩压器内部流动的计算值与实验值相吻合.通过数值计算还可以获得离心叶轮机械内部流动不容易测量区域和气动参数的数据,可为离心叶轮机械的优化设计提供有益的参考.     

进口总压畸变对压气机性能及流场影响的机理研究

采用全三维非定常数值方法研究进口周向总压畸变对轴流压气机转子性能及内部流场的影响,数值结果表明进口周向总压畸变后不仅降低压气机的稳定裕度,也使压气机等熵效率减少。通过详细地分析压气机内部流场,揭示了进口周向总压畸变对该压气机转子性能及流场影响的机理,即进口周向总压畸变后,明显降低50%～100%叶展内的气流进气角。同时增强产生叶尖泄漏运动的驱动力,提前使叶顶间隙泄漏涡涡核破碎,造成高的堵塞,最终触发压气机失速。