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离心压缩机机匣处理的研究现状综述与展望

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本文首先总结了离心式压缩机机匣处理的典型结构,离心式压缩机的叶轮可以分为闭式、半开式和开式叶轮，而机匣处理技术一般应用于半开式离心式压缩机。在离心式压缩机中，应用较多的机匣处理结构是周向槽，自循环式，还有组合结构等新型处理机匣。但是由于离心式叶轮结构更为复杂，比如可能有进口导叶或着小叶片，会导致机匣处理的结构更加多样化。为更好的说明机匣处理的扩稳机理，有必要先对旋转失速这种最常出现的不稳定气动现象做一简单介绍。当压缩机在某转速下运行，随着不断流量减小，进入叶栅气流的气流正冲角不断增大，致使其中某一个或某几个叶片背弧上附面层增厚加剧，而首先出现明显气流分离现象。这时最先出现的流动分离的叶道内，损失加大，静压明显下降，从而导致流过该叶道的流量下降，而形成堵塞。这部分堵塞的气流会影响附近气流的流向，脱离团不断移动，形成旋转失速现象。旋转失速会使压缩机性能恶化，压比与效率下降。强烈的旋转失速甚至会引发破坏性更大的喘振现象。实际上，机匣处理并非能使所有压缩机的失速裕度提高。而机匣处理技术在轴流式压缩机上产生的巨大效益，促使研究者们将该技术应用到离心式压缩机上，并提出要积累机匣处理在离心式压缩机的实验数据，建立结构参数的经验公式或者设计数据库。利用全三维非定常数值模拟技术对亚音速、跨音速的多种机匣结构进行研究，以揭示机匣处理的扩稳机理；同时改变其关键的结构参数，获得数值模拟结果，用来对机匣处理的工程应用提供指导。利用先进的测试技术，提高实验数据的精确性和空间分辨率。深刻研究机匣处理的扩稳机理，为设计机匣处理结构的提供理论指导。

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