离心压缩机叶片材料FV520B冲蚀过程演变规律

利用高速冲蚀试验系统,模拟叶轮实际工作情况,对离心压缩机叶片材料FV520B进行增量冲蚀试验,以研究材料冲蚀率、表面形貌、金相组织及应力状态随冲蚀磨损过程的演变规律。研究结果表明:在不同的冲击角度下,FV520B靶材的冲蚀过程均存在过渡期和稳定期。在24°和90°冲击角度下,冲蚀率在过渡期先上升后降低,然后趋于平稳进入稳定期;而在12°和60°冲击角下,冲蚀率在过渡期逐渐降低,然后趋于平稳进入稳定期。随冲蚀的进行,在12°冲击角度下,冲蚀表面粗糙度逐渐降低,在90°冲击角度下,冲蚀表面粗糙度变化较小;而在24°和60°冲击角下,冲蚀表面粗糙度先降低后升高,且深度冲蚀后表面形成横向冲蚀条纹,冲蚀角度产生分化。冲蚀后试样亚表层金相组织无变化,仍为索氏体组织,但试样表面原有应力状态发生很大变化,在12°,24°和60°冲击角度下,冲蚀表面形成较高的残余拉应力;在90°冲击下,表面形成残余压应力。

离心压缩机内固粒运动规律与冲蚀磨损的数值模拟

针对离心压缩机叶轮的冲蚀磨损问题，利用FLUENT中离散相模型、质量冲蚀率模型，对压缩机内部不同粒径的固体颗粒的运行轨迹、运动速度、偏聚浓度及造成的叶片冲蚀率的分布进行了数值模拟。结果表明：粒径为5—20μm的绝大部分的固体颗粒流经大叶片压力而附近流道；固体颗粒在运动到叶片前缘过程中速度迅速升高，在压力面腹侧会有所减小，后缘处重新升高；大叶片后缘根部同体颗粒浓度高、运行速度快，冲蚀磨损严重，且固体颗粒直径越大对大叶片压力面造成的冲蚀磨损越严重。

离心压缩机叶轮冲蚀磨损的动力特性研究

为研究固粒冲蚀磨损对离心压缩机叶轮动力学特性和结构强度的影响,建立磨损损伤的叶轮的三维模型,并采用有限元方法,对有无离心预应力状态下原始叶轮和损伤叶轮的固有频率和振型进行提取,对叶轮共振特性进行研究,对因材料流失而造成的叶片强度、刚度变化进行了分析。研究结果表明:因冲蚀磨损引起的叶片局部减薄对叶轮整体振动特性影响不明显;叶轮在工作转速下其第6,7阶共振裕度较小;冲蚀磨损损伤的叶片存在应力集中和刚度降低的现象。