轴流压气机氦气和空气工质相似问题研究

当氦气轴流压气机的轴向速度≤200m/s,在保证完全相同的几何尺寸条件下,以高压段第一级为模拟机,其参数为氦气流量4.72kg/s,进口压力1.0253×106Pa,入口温度35.5℃。采用空气代替氦气模拟氦气压缩机高压段第一级,研究了氦气和空气两种不同工作介质的物理参数如密度、粘度、绝热指数差异引起的运动和动力不完全相似问题,分别采用确定物理量法和微分方程法对相似准则的确立进行对比分析,比较氦气工质和空气工质的差异性及其对相似准则选择的影响。分析产生偏差的原因,确立用空气模拟氦气压气机的相似准则为Sr、Re、Eu,计算出与氦气压气机设计工况相对应的空气模拟参数,对比分析CFD计算表明,模拟效果良好,该研究为氦气压气机试验提供了理论依据。

单级轴流氦气压气机空气模拟气动性能数值分析

HTGR-10模块式高温气冷堆作为第四代反应堆型具有系统简单、安全可靠和经济性能优越等特点。而氦气循环透平发电机组的氦气压缩机性能,将成为发电是否高效的决定因素之一。本文利用Numeca数值模拟软件对一亚音速轴流氦气压气机试验机进行了气动性能及准数关系研究,分析了气流在叶栅中的流动机理,探讨了等雷诺数下相似准数对压气机叶片性能的影响。结果表明:采用空气工质模拟氦气压缩,在马赫数小于0.4工况下对压气机的通流流动影响很小,基本可以忽略;采用大于0.5的反动度,增加正预旋可以使效率维持较高的水平;在马赫数较小的情况下,绝热指数k不会对相似模拟产生大的影响。