入口压强对离心式压缩机性能影响的数值研究

为探究入口压强小于1个标准大气压时对离心压缩机性能及流动结构的影响,该文以Krain离心式叶轮为研究对象,采用Spalart-Allmaras(S-A)方程湍流模型的有限体积法求解Reynolds时均Navier-Stokes(Reynolds time-averaged Navier-Stokes, RANS)方程组,得到入口体积流量恒定时入口压强400~101 325 Pa条件下离心叶轮的性能及内部流场结构。结果表明:随着入口压强减小,Krain叶轮总压比和总等熵效率先缓慢减小再急剧减小;相比于在101 325 Pa压强下,当压强为400 Pa时,Krain叶轮总压比和总等熵效率减小幅度超过10%。入口压强减小使叶轮及无叶扩压器内气体比熵增增加,其中由叶轮出口处反流、无叶扩压器轮盘侧边界层导致的比熵增显著增加。入口压强在1 333~101 325 Pa变化时,叶轮及扩压器内流场特征差异性较小,但轮盘侧边界层厚度随压强减小而增加,当入口压强减小至400 Pa时,叶轮出口处反流速度增大、区域扩大,扩压器内轮盘侧边界层厚度显著增加,使流动损失增加。故在负压压缩机初始设计阶段中采用基于正压的一维模型预测性能时,应考虑对性能进行负修正,且修正程度随入口压强减小而增加。

直联旋片式真空泵叶片气体压力分析

在对双级直联泵的叶片进行受力分析的基础上,建立了一种新的气体压力模型,该模型给出了叶片所受气体压力与转子转角和泵的主要设计尺寸的关系,并且根据泵入口压强的大小而选择相应的计算公式,可计算在不同入口压强下的叶片气体压力,达到了对叶片进行连续受力分析的目的。此外,还根据该模型运用Matlab对2XZ—4型直联真空泵进行了实例计算,为直联旋片泵优化设计和合理使用提供了依据,拓宽了直联真空泵的设计理论。