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1、第27卷第3期機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)笈與新VOI．27，NO．32014年5月Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsMay．．2014文章編號(hào)：1002—6673(2014)03—026—03離心壓縮機(jī)小流量級(jí)葉片擴(kuò)壓器的改進(jìn)研究王宇，李振華，郭歡，張富春，王開(kāi)宇(沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)有限公司，遼寧沈陽(yáng)110869)摘要：采用數(shù)值模擬方法對(duì)某一離心壓縮機(jī)小流量級(jí)內(nèi)部全三維有粘流場(chǎng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析．得到了內(nèi)部各元件主要?dú)鈩?dòng)參數(shù)的分布情況。通過(guò)減小D4／D2值，減小葉柵稠度。增大當(dāng)量擴(kuò)張角等方法有效減小了葉片
2、擴(kuò)壓器內(nèi)的摩擦損失。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明．改進(jìn)后計(jì)算模型多變效率提高約1．02％．效果顯著關(guān)鍵詞：離心壓縮機(jī)：數(shù)值模擬；小流量模型級(jí)；葉片擴(kuò)壓器中圖分類號(hào)：TH122文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10．3969／i．issn．1002—6673．2014．03．010StructureImprovementonVaneDifuserofSmallFlowrateCentrifugalCompressorWANGYu，LIZhen—Hua，GUOHuan，ZHANGFu—Chun，WANGKai—Yu(ShenyangBlowerWorksGroupCorporat
3、ionLtd．，ShenyangLiaoning110869，China)Abstract：A3-Dviscousflowfieldinainletchamberofcentrifugalcompressorhasbeenanalyzedindetailbynumericalsimulationmethod．Themainaerodynamicparametersdistributionofthecomponentswasobtained．Thefrictionlossofthevanedifuserhasbeenreducedbyreducingth
4、eratioofD4／D2andtheconsistencyofthecascadeaswellasincreasingtheequivalentangleofexpansion．Thenumericalresultsshowthatthepolytropiceficiencyofcomputationalmodelhasbeenimprovedby1．02％andtheefectisremarkable．Keywords：centrifugalcompressor；numericalsimulation；smallflowratemodelstage
5、；vanedifuser0引言1原模型級(jí)幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在離心壓縮機(jī)中，擴(kuò)壓器的功用主要是使從葉輪出多級(jí)離心壓縮機(jī)小流量模型級(jí)的流量系數(shù)=0．03，來(lái)的具有較大動(dòng)能的氣流減速．以使動(dòng)能有效地轉(zhuǎn)化為由進(jìn)氣道、葉輪、擴(kuò)壓器、彎道、回流器以及回流器出壓力能『l1無(wú)論是徑向直葉片還是后彎或強(qiáng)后彎葉輪，這口延伸段組成。葉輪葉片出口安裝角I32A=16。屬于強(qiáng)部分動(dòng)能都要占葉輪總耗功的很大比例。擴(kuò)壓器設(shè)計(jì)得后彎閉式葉輪，葉輪葉片為單圓弧等厚度葉片，葉片數(shù)是否理想對(duì)級(jí)效率和壓比有很大影響嘲。采用無(wú)葉擴(kuò)壓器為13；擴(kuò)壓器葉片采用機(jī)翼型，葉片數(shù)為14；回流器和葉片擴(kuò)壓器兩種
6、型式。無(wú)葉擴(kuò)壓器通常用于葉輪出口采用香蕉翼型，葉片數(shù)為l8。圖1為該小流量模型級(jí)的氣流角較大的情況。一般情況下，當(dāng)葉輪出口氣流角小三維模型。于18?！?2。時(shí)，通常用葉片擴(kuò)壓器，以減小氣流在擴(kuò)壓2數(shù)值求解方法器內(nèi)部的摩擦損失，提高效率嘲。本文研究的離心壓縮機(jī)小流量模型級(jí)流量系數(shù)=數(shù)值模擬采用商業(yè)CFD軟件NUMECA完成。計(jì)算0．03，由于原模型級(jí)加葉片擴(kuò)壓器后，效果不明顯，因域包括葉輪、擴(kuò)壓器(分無(wú)葉和有葉兩種方案)、彎道和此，重新設(shè)計(jì)葉片擴(kuò)壓器。并匹配相應(yīng)的回流器，使整回流器．在NUMECA軟件的Autogrid5中自動(dòng)生成六面?zhèn)€模型級(jí)的性能得到一
7、定程度的提高。體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，圖2為帶葉片擴(kuò)壓器模型的計(jì)算網(wǎng)格。三維粘性數(shù)值計(jì)算在FineTM／Turbo模塊中完成。本計(jì)算修稿日期：2014一O3—21分析的出發(fā)點(diǎn)為氣流流動(dòng)的控制方程。包括三維可壓縮作者簡(jiǎn)介：王宇(1981一)，女，碩士，工程師。研究方向：離心雷諾平均N—S方程、能量方程、連續(xù)方程、理想氣體狀壓縮機(jī)氣動(dòng)性能分析及壓縮機(jī)產(chǎn)品升級(jí)改造?！ら_(kāi)發(fā)與創(chuàng)新·表3改進(jìn)后回流器參數(shù)線，由變工況性能曲線可以看出，改進(jìn)后的模型級(jí)在設(shè)Tab．3Returnparametersofmodifiedmode計(jì)點(diǎn)及大流量區(qū)效率升高明顯，僅小流量區(qū)效率降低．改進(jìn)前
8、改進(jìn)后改進(jìn)前后壓比變化不大。可見(jiàn)葉片擴(kuò)壓器改進(jìn)設(shè)計(jì)后性擴(kuò)壓器入口安裝角ct5A(。)1625能
