叶片厚度及叶片数对离心式压气机效率的影响研究
2018-04-10卢广超李国祥李延昭王桂华邵同林司英杰
内燃机与动力装置 2018年1期
卢广超,李国祥,李延昭,王桂华,邵同林,司英杰
(1.山东大学 能源与动力工程学院,山东 济南 250061;2.康跃科技股份有限公司,山东 寿光 262718;3.机械工业内燃机增压系统重点实验室,山东 寿光 262718)
引言
离心式压气机主要是由叶轮、扩压器和蜗壳等部分组成。其中,叶轮作为做功单元,对于压气机效率有着十分重要的影响。叶轮将来自涡端的能量通过叶片传递给进气,因此叶片布置是否合理,对于压气机效率有着决定性的作用。叶片在传递能量的同时,占据了流动空间,并增加了摩擦损失,叶片厚度和叶片数直接决定叶片占用空间的大小,并且对于流道内的二次流情况也有很大的影响,因此对这两者和压气机效率之间的关系进行研究,并从流动角度分析产生影响的原因,为实际生产过程中叶片数和叶片厚度的选择提供了重要的理论支持,具有很大的参考意义。
迄今为止,国内外学者关于叶片数以及叶片厚度对于压气机效率和内部流动的影响有很多研究。Dean[1]根据实验结果提出了二维“射流-尾迹(Jet-Wake)”模型理论,Johnson[2]利用这一模型分析了无叶扩压器内的流动损失,此后Fowler[3]以及Bammert[4]对低转速的离心叶轮进行实验,都观察到叶轮出口的射流尾迹。国内学者也做了大量的研究。孙志刚[5]通过研究发现了在流道中后段存在着强烈的叶表二次流、叶顶通道二次流以及叶顶泄漏二次流,并认为射流尾迹结构产生的根本原因在于叶片通道中机匣附近区域存在两股反向流动、强度较大的二次流涡流,在出口某一位置斜向冲撞;……
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