離心壓縮機(jī)失速特性及失速抑制研究.pdf

1、離心壓縮機(jī)因其具有處理氣量大、壓比高、結(jié)構(gòu)簡單、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)生產(chǎn)部門。離心壓縮機(jī)在小流量下運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象，因而離心壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)失速研究和提高離心壓縮機(jī)穩(wěn)定工作范圍具有重大的實(shí)際意義。
　　本文通過數(shù)值模擬的方法詳細(xì)分析了造成離心壓縮機(jī)發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速的關(guān)鍵性因素，以此為基礎(chǔ)，深入研究了周向槽的機(jī)匣處理對(duì)性能和失速抑制的影響及擴(kuò)壓器幾何形狀對(duì)離心壓縮機(jī)穩(wěn)定性的影響。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(

2、1)根據(jù)CFD數(shù)值模擬的相關(guān)知識(shí)，建立了帶無葉擴(kuò)壓器的離心壓縮機(jī)數(shù)值計(jì)算模型，將數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，以驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，結(jié)果表明用其可以準(zhǔn)確模擬并獲得要求工況下的內(nèi)流特征。
　　(2)通過分析不同工況下的流動(dòng)特征，發(fā)現(xiàn)流體在葉片吸力面發(fā)生分離、二次流和間隙漏流是產(chǎn)生葉輪上游漩渦的關(guān)鍵因素。產(chǎn)生的漩渦會(huì)堵塞流道，形成失速團(tuán)，沿周向傳播并擴(kuò)展。無葉擴(kuò)壓器失速的關(guān)鍵因素是擴(kuò)壓器進(jìn)口的展向流動(dòng)不均勻和盤側(cè)的回流。葉輪出口的擾

3、動(dòng)擴(kuò)展和擴(kuò)壓器流體流動(dòng)的穩(wěn)定性降低使擴(kuò)壓器發(fā)生失速。
　　(3)周向槽能夠減小間隙漏流與主流之間的相互作用，減弱葉片吸力面的二次流，抑制葉片吸力面的分離現(xiàn)象，提升離心壓縮機(jī)的穩(wěn)定性。周向槽的截面尺寸、開槽位置和開槽數(shù)量對(duì)壓縮機(jī)的性能和穩(wěn)定性有；定影響，而穩(wěn)定性的提升會(huì)導(dǎo)致效率的下降，二者間存在可優(yōu)化點(diǎn)。
　　(4)無葉擴(kuò)壓器的幾何形狀對(duì)離心壓縮機(jī)的性能和穩(wěn)定性有較大影響。通過改變無葉擴(kuò)壓器的幾何形狀和尺寸，減小擴(kuò)壓器進(jìn)口流動(dòng)