韦威

（中国航发湖南动力机械研究所，湖南株洲 412002）

0.引言

在现代中小型航空发动机中，组合压气机的应用越来越广泛，其循环参数也越来越高，这使得高压比、高效率、高负荷成为未来组合压气机的发展趋势。但组合压气机因其内部流动复杂，部分流动机理尚未得到充分认识，全新设计组合压气机周期长、风险大。模化设计是根据相似理论设计研究对象的模型，然后根据模型试验结果研究并预测研究对象的性能等有关参数，从而将现有的非常成功的压气机应用到新的压气机中[1-2]。经过多年发展，模化设计已经在部分压缩系统中得到了成功应用。国内外的学者对模化设计也进行了大量的理论及试验研究[3-4]，但在高负荷、高压比的在组合压气机中的应用研究较少。本文以某由模化设计而来的组合压气机及其母型为研究对象，采用数值模拟的方法对其进行了三维数值仿真,结果显示该模化设计方法用于组合压气机的设计是可行的。

1.模化设计

压气机模化设计一般需要选取母型压气机特性线上的某一个特性点的相关参数（流量、压比、转速）作为模化设计输入条件，然后根据模化压气机的流量指标确定模化比k，通过流量公式可推导其计算公式如下：

式中M、T＊、P＊分别为母型压气机进口物理流量、总温、总压。M'、T'＊、P'＊分别为模化压气机进口物理流量、总温、总压。

根据相似理论，已知母型压气机转速N，则可以通过下式确定模化压气机转速N'：

根据上述模化设计公式，本文中的模化压气机按模化比k=1.30进行模化设计。……