两个离心压气机叶轮的设计与性能比较

采用离心压气机计算机辅助集成设计系统,设计了两个不同子午形面和叶片角的离心压气机叶轮.对这两个离心压气机叶轮内部流场进行了三维粘性计算,给出了计算结果.计算结果表明,在一定范围内,降低叶片轮缘-轮毂方向的负荷可以提高叶轮效率,后加载方式可以改善离心压气机叶轮性能.叶轮进口尺寸相同的情况下,子午形面和叶片角的变化对叶片负荷分布有较大影响.

计及前缘形状变化的离心式压气机流场分析

通过两种转速(120 000r/min和140 000r/min)下压气机性能试验与仿真结果对比分析得知其总体误差范围在5%左右,验证了ANSYS CFX软件在压气机性能模拟计算的可靠性;采用数值计算方法分别对具有圆形和椭圆形前缘的压气机叶轮与涡壳的组合性能进行计算,得到了相关转速下压气机特性曲线,分析了四种不同长短径之比(a/b=1、3、5、8)前缘的叶轮流道内的气体流动特性。研究结果表明:压气机特性随着前缘长短径比值的增大呈先增后减的趋势,最高压比LE5比LE1提高了5%,最大效率LE3比LE1提高了6.7%,且流量范围也有所增加;在一定范围内增大前缘长短径比可以抑制前缘分离流动,改善叶轮出口处流场。

离心压缩机叶片前缘形状对强度计算的影响

以某大型离心式压缩机的闭式叶轮为研究对象,在研究叶片前缘形状对叶轮性能的影响过程中,利用CAD软件Solidworks对3个闭式叶轮进行三维实体造型,并运用有限元软件ANSYS进行数值模拟计算。主要对比研究了钝形、圆形和椭圆形前缘对叶轮强度的影响。数值计算的结果表明:叶片前缘几何形状对离心压缩机的结构强度具有影响。

后弯压气机设计的分析研究

后弯压气机较径向压气机具有高效率区流量宽广,且压气机效率高的优点,使得与后弯压气机相匹配的发动机的动力性、经济性得到改善。本文论述了为设计后弯压气机,而做的后弯模型叶轮试验研究,国外后弯压气机叶轮测绘分析工作,以及在此基础上对优秀样机所做的叶轮成型规律和方程建立工作,这些工作为自行设计后弯压气机提供了有益的参考。

U型进气管道对某离心压气机性能的影响

采用实验和数值模拟的方法研究了U型管道进气对某离心压气机性能的影响.实验结果显示,相比直管进气,U型管道进气在大流量工况下显著降低了压气机性能,压比、效率的下降量分别可达10%和18%以上.数值分析表明:U型管道进气时,其出口产生静压和总压畸变;压气机下游蜗壳因几何周向不均而存在相应的压力畸变,该畸变沿叶轮槽道向上游传播的过程中与进气畸变发生耦合.这种耦合作用改变了叶轮进口的流场结构,使叶轮槽道流量分布发生变化,叶轮对应畸变区域的熵值增加;同时还改变了叶片表面静压的分布形式,使整个叶轮主叶片的平均载荷增大约8%.