氦低温离心式冷压机前掠叶型的流动特征分析

通过对氦低温离心式冷压机气动设计特点进行分析总结,开展了离心叶轮前掠叶型对氦低温冷压机特性影响的数值仿真探究工作,详细阐明了前掠叶型对冷压机特性的影响规律和其内部流动特征,研究结果表明:氦低温冷压机的气动设计具备3大主要特点,热负荷波动下的宽工作裕度、小尺寸效应下的高效增压、极低温区的小误差设计与仿真。前掠叶型实现了冷压机工作裕度6%的拓宽,兼具效率和压比的增益效果。其流场呈现激波和泄漏涡初始形成位置相对提前的特征,使得激波和二次流涡团所产生的损失效应在下游流道中强度梯度降低。另一方面,前掠叶型可有效提升冷压机的压比和稳定工作范围,削弱通道内部不稳定流动状态。在氦低温离心式增压叶轮设计领域,是一种气动优化、改进抽吸增压特性的有效手段。

离心式冷压机系统超导磁悬浮轴承优化设计

离心式冷压机是大型低温超流氦制冷系统的核心部件,其低温、负压环境以及高速条件使得轴承工作寿命受到挑战。高温超导磁悬浮轴承具有载重大、抗干扰性强、无需主动控制等优点,因此应用潜力巨大。针对磁悬浮力与转子动力学性能的综合考虑,提出了一种优化设计方法和悬浮载重比优化指标,基于ANSYS磁场有限元软件,设计并优化完成一款小型高速超导磁悬浮轴承,悬浮刚度达到5.21×10~5N/m。相关结果表明,通过合理优化,超导磁悬浮轴承具备足够的悬浮刚度,可以满足相关应用需求。