叶片扩压器

摘要： 氢燃料电池所用的空压机主要为高速离心式空压机,其气动性能主要由叶轮和扩压器决定,两者的匹配性能与叶片扩压器的迎角有关。为探究迎角对空压机气动性能的影响,对设计工况下9组不同迎角的叶片扩压器进行研究。利用商业CFD软件Numeca对叶轮转速为95000r/min的空压机进行模拟计算,获得各个迎角下空压机的气动性能曲线,对流道子午面的马赫数和流场云图进行分析。结果表明:扩压器迎角对离心式空压机的气动性能有重要影响,在一定范围内,迎角越大,空压机的工作范围越宽,峰值效率越高,高效率区越广;在额定转速下,迎角在0°~2°之间存在最优值,使叶轮与扩压器的匹配性最优,空压机具有更好的气动性能。

摘要： 针对大功率机车发动机增压器压气机,开展了基于叶轮和叶片式扩压器喉口匹配及其对压气机性能影响的研究.发展了基于喉口面积的一维匹配模型.通过该模型,可快速确定叶轮与扩压器最佳喉口面积比,在不改变离心压气机叶轮的前提下,基于扩压器与叶轮的不同匹配方式对扩压器进行改型并实现离心压气机MAP的快速调整和优化.根据不同喉口匹配结果,通过改变扩压器安装角、叶片数来实现扩压器喉口的变化,通过数值方法验证了喉口匹配改型方法对于改善压气机与发动机匹配效果的有效性.

摘要： 以某离心压缩机为研究对象,通过改变长叶片扩压器的叶片数和叶片弦长2种方式对叶片稠度进行改变,利用数值模拟方法,以最大效率和稳定工作范围为判断依据,结合特性曲线,针对长叶片扩压器稠度的变化范围,分析了长叶片稠度的改变对离心压缩机气动性能的影响.得出如下结论:针对长叶片扩压器,不同于传统对扩压器最优稠度的选择,扩压器的稠度值在1.2033附近时离心压缩机能达到较高的等熵效率和压比,同时具有较宽的稳定工作范围.

摘要： 离心式压缩机中叶片扩压器叶片和旋转叶轮间流动存在动静干涉,易出现流动不稳定现象.模态分解方法用于提取出动态流场中相关的模态流场信息.本文在离心式压缩机叶片扩压器动态流场应用动态模式分解方法,对速度场提取模态并进行分析,结果表明:叶片扩压器近盘盖侧涡结构运动规律不同,90％叶高平面涡沿着叶片压力面向下游运动并很快耗散,而在10％叶高平面涡会进入通道造成流动不稳定.随着流量减小,10％叶高面上叶片吸力面尾缘产生大尺度涡并脱落,进一步加剧盘侧截面恶劣的流通情况.

摘要： 本文以某型号吸尘器用高速离心风机为优化对象,对其进行仿真分析,通过模拟结果发现,受空间限制,无叶扩压器径向尺寸短,扩压效果不佳,因此采用有叶扩压器代替无叶扩压器来提高扩压器内能量回收效率,并对叶轮、有叶扩压器及回流器等过流部件分别进行优化。优化后,整机设计点处效率提升6.6%,真空度提升7.6%,吸功增加11.1%,并且全开工况整机声功率降低1.8dB,同时振动测试结果满足企标要求,整机性能取得明显的提升。

摘要： The internal and external characteristics of a low-specific-speed centrifugal pump with splitter blades were studied by numerical simulation and experimental study. According to the numerical results, by adding splitter blades, the head of pump is increased by 5.3%, and the hydraulic efficiency is increased by 1.6%. Static pressure contours, streamline pictures and velocity vector pictures were analyzed, and the influence of splitter blades on the centrifugal pump was studied. The performance test of the water pump with splitter blades was carried out, and the experimental error was analyzed. The numerical calculation and the experimental results show a good agreement.%采用数值模拟和试验研究的方法对带分流叶片的低比转速离心泵的内外特性进行了研究.根据数值计算结果,添加分流叶片后,低比转速离心泵的扬程增加了5.3%,水力效率增加了1.6%.对有无分流叶片2种情况的静压云图、流线图和速度矢量图进行对比分析,研究了分流叶片对离心泵的影响.对带分流叶片的水泵进行了性能试验,分析了试验误差,数值计算和试验结果吻合的较好.

摘要： 采用噪声试验及定常和非定常数值模拟方法,研究了一高速离心风机前缘倾斜叶片扩压器的降噪机理.对比研究的两种叶片扩压器为前缘无倾斜和前缘有倾斜的圆弧叶片扩压器.通过研究离心风机叶片扩压器进口斜切对气流脉动压力的影响揭示其降噪机理.结果表明,所研究的150°前缘倾斜扩压器,既提高了风机性能,又有显著降噪效果.所研究高速离心风机,其离散频噪声占主导地位,集中在叶片通过频率及其二次谐波频率处.无倾斜的原始扩压器表面脉动压力主要特征是,波动幅值大,不同几何点之间基本同相位,脉动压力叠加效果显著,所以产生的气动噪声大.150°前缘倾斜扩压器,由于前缘倾斜切割,为叶轮盘侧出来的高速气流留出缓冲空间,在扩压器叶片前缘面上的气流冲击很快衰减,盘侧表面脉动压力幅值大大下降,这是其噪声降低的主要原因.前缘倾斜扩压器,由于前缘倾斜切割,各几何点之间的脉动压力存在相位差,所以叠加效果不明显,这是其气动噪声下降的次要原因.

摘要： 以某多级离心压缩机首级为研究对象,运用数值模拟方法研究扩压器出口安装角对压缩机级性能的影响,得出不同出口安装角情况下压缩机单级的性能曲线,并分析扩压器内部流动特点和损失机理,通过压力恢复系数Cp对比不同流量下不同扩压器的扩压效果.结果表明,当扩压器出口安装角增大时,性能曲线向大流量区移动,最高效率和压比先升高后降低;不同出口角度下叶片扩压器的扩压效果由不同工况下的流动特性决定;在大流量下,不同出口角度下扩压器叶背形成分离区且旋涡位置不同;在小流量下,具有较大出口安装角的扩压器叶腹率先出现分离区.%Based on the first stage of centrifugal compressor,the effects of outlet angles of diffuser on the stage performance were investigated by the numerical simulation.The performance curves at stage with different outlet angle were measured.The internal flow and the total pressure loss on the stage were analyzed,and by comparison of pressure recovery coefficient of different vaned diffusers to judge diffusion effect.The results show that the increase of outlet angle makes the performance curve move toward the large flow rate side,and the peak stage efficiency and pressure ratio increase firstly and then decrease.The diffusion effect of vaned diffuser depends upon flow condition during different operations.When the flow mass is larger than the design level,the separation zone generates near the shroud of diffuser,and the different vortex regions enlarge with the outlet angle of diffuser.When the flow mass is smaller than the design level,the separation zone is firstly emerged in large outlet angle at vaned diffuser.

摘要： 对一比转数为148.8的设计混流泵进行试验和数值模拟研究,比较不同流量工况下混流泵性能的试验与数值计算结果,两者吻合较好.在流场内部设置监测点,捕捉压力脉动由动静干涉无叶区向导叶出口的发展过程.分析不同工况下的混流泵各测点的压力脉动,发现导叶内部各测点压力脉动主要受叶轮转动影响,主频为叶频;由动静干涉的无叶区到导叶出口,平均压力逐渐增大,而压力脉动的幅值强度越来越弱;非设计工况下的压力脉动变化更复杂.上述结果可为混流泵进一步的优化设计提供参考.

摘要： 本文以某发电用柴油机涡轮增压器所使用的机翼型叶片扩压器为原型，在保持原扩压器叶片角分布不变的情况下，设计不同厚度分布规律的叶片扩压器模型，主要通过仿真手段对机翼型叶片扩压器厚度分布规律对离心压气机整级性能的影响及其流动机理进行了研究。在自主设计的机翼型叶片扩压器的叶片角分布规律保持不变的情况下,调整扩压器叶片的厚度分布,形成了最大厚度分别位于22％弦长(原机)、50％弦长和78％弦长的三款扩压器.对三款扩压器方案的压气机整机进行仿真,分析扩压器厚度分布规律对压气机特性的影响.研究表明:扩压器最大厚度分别位于78％和50％弦长位置方案分别比最大厚度位于22％弦长位置方案的压气机整级效率提升2.3％和1.4％,喘振裕度分别提高了34.2％和16.7％.结合流场特性对扩压器提升压气机性能的流动机理进行了分析.

摘要： 本文利用定常的三维Navier-Stokes方程和Spalart-Allmaras(S-A)湍流模型,对一离心压缩机模型级内部三维湍流流动进行了数值模拟,用能量梯度理论分析了离心压缩机模型级内的流动失稳机理.研究发现在设计工况下,扩压器流道内部靠近轮盖和轮盘处,流动越容易出现不稳定.根据能量梯度理论的分析结果,提出了叶片扩压器两壁面子午型线中部收敛及修改弯道子午型线的改进方案.经对比发现,当叶片扩压器两壁面型线分别都收敛2mm并且弯道具有合适的曲率时,改进后的模型级性能最佳.改进后模型级在设计工况下的多变效率较原模型级的多变效率提升了3％.计算结果表明,基于能量梯度理论对离心压缩机模型级内部流动稳定性的分析结果,所提出的改进方案是切实有效的.

摘要： 本文以某高速离心压气机叶片扩压器为研究对象，采用遗传算法结合人工神经网络技术对其进口段进行气动优化设计，以提升“叶轮+扩压器”在设计工况下的等熵效率。通过优化，叶片扩压器进口的从盘到盖的变安装角设计使其更好的匹配叶轮出口的非均匀流动，在设计点的效率提高了0.69%。优化结果使压气机的性能曲线向小流量偏移，从而使工况点及小流量部分性能得到提升，虽然工况范围略有下降，但使设计工况点远离失速点。

摘要： 本文采用不同方法设计了三种不同类型的叶片扩压器，并通过数值模拟比较了该三种叶片扩压器在与前期设计的100KW微型燃气轮机离心叶轮匹配时的气动性能。结果表明，在满足设计要求的情况下，采用双圆弧造型方法生成的翼型扩压器叶片的总体性能特性以及内部流场分布都明显优于直接模化得到的扩压器叶片和设计的楔形扩压器叶片。

摘要： 在高转速离心风机后分别布置无叶扩压器（VNL）和两组低稠度叶片扩压器（LSVDS），低稠度叶片扩压器分别仅改变叶片设计冲角（-4°，-2°，0°，+1.5°，+3.5°）和叶栅稠度（0.6，0.7，0.75，0.81，0.9）进行试验研究。结果表明：与无叶扩压器相比，低稠度扩压器能得到较好的静压恢复系数，尤其在小流量至设计流量下；本试验低稠度扩压器性能最佳时叶片设计冲角为0°，叶栅稠度为0.81；总声压级最低时叶片设计冲角为-4°,叶栅稠度为0.60。

摘要： 以一高压比离心压气机级为研究对象,加工制造了三种不同的扩压器,采用实验方法研究了扩压器进口安装角和叶片型线对级性能的影响.结果表明,扩压器进口安装角减小时,性能曲线向小流量区移动,最高效率和压比降低.采用低稠度机翼形扩压器时,级工况范围稍有扩展,但效率和压比显著降低.流场分析显示,进口安装角减小时,扩压器凸面流动分离区扩大,堵塞流道且增大损失.采用低稠度机翼形扩压器时,扩压器内更容易产生大尺度分离涡.

摘要： 对采用滑移网格技术计算得到的带有叶片扩压器和无叶扩压器的高速离心压缩机非定常流动计算机算结果进行分析,研究了扩压器型式对叶轮出口平均流动参数的影响.

摘要： 本文作者应用五孔探针测量技术对一机器马赫数为0.87的离心压缩机级的叶片扩压器内速度场进行了测量,得到了扩压器不同半径不同轴向位置上的速度值,结合测试结果分析了扩压器内的流动速度特点.

摘要： 本文采用非定常数值计算方法研究了某离心压缩机小流量系数基本级的叶轮和叶片扩压器的非定常干涉效应，并重点研究了不同间隙比Rgr（径向间隙/R2）对扩压器叶片的载荷和载荷波幅以及对叶轮叶片表面的静压系数和静压系数的波动幅值的影响。结果表明：间隙比Rgr对定常计算结果的影响很大，当Rgr=0.067 时定常计算效率比非定常计算时均效率低2%，而当间隙比Rgr=0.178 时采用混合平面法的定常计算效率与非定常计算时均值相差仅为0.2%；叶片扩压器和叶轮的径向间隙比Rgr 减小对叶轮叶片表面的静压系数时均值几乎没有影响，却导致了叶轮叶片表面的静压系数波动幅值出现显著的增加。研究还表明间隙比Rgr的减小不仅导致叶片扩压器进口的时均载荷和载荷的波动幅值迅速增大，还导致扩压器叶片中后部载荷的波动幅值也出现显著的增加，甚至出现交替载荷。

摘要： 本文试验研究了扩压器几何参数对一高速离心风机的噪声的影响。扩压器的几何参数包括叶片数、叶轮与扩压器的径向间隙和前缘倾角以及它们的耦合作用对风机噪声的影响。试验结果表明：1) 风机A 声级噪声随扩压器叶片数增加而下降，但气动性能也随之下降；2)扩压器前缘半径从R3/R2=1.03 增加到1.07，风机A 声级噪声下降明显，在设计点下降了约3dB(A),继续增大至1.09 则基本不变；3) 采用前缘倾斜式扩压器的风机噪声有了较大的下降，倾斜45°和30°的扩压器在设计流量下风机A 声级噪声下降了约2.2和3.6dB(A)；4)耦合型扩压器其噪声只风机噪声比原始间隙下前缘倾斜30°的扩压器略低。

摘要： 本发明公开了一种扩压器弯扭叶片及设计方法、扩压器和离心/斜流压气机，该方法包括：设定扩压器轮毂子午流道与机匣子午流道；根据叶型要求生成多个指定叶高位置的各造型截面子午流道线；根据中弧线叶片角沿子午弦长的分布，拟合出各造型截面回转面叶型中弧线；基于叶型中弧线叠加给定的叶型厚度沿子午弦长的分布并添加前缘、尾缘，获得回转面叶型；采用尾缘积叠的方式完成扩压器叶片展向积叠，生成三维弯扭叶片。通过调整中弧线叶片角设计得到弯扭叶片，能够更为直接地控制扩压器叶片进口攻角及沿流道的负荷分布，同时可实现叶片通道内流场的局部优化，能够更好的适应叶轮出口非均匀流动，使得扩压器的性能得到较大提升。

摘要： 本发明公开了一种具有马蹄形扩压通道的叶片式扩压器，属于中小形航空发动机压气机技术领域，其关键在于扩压器由沿周向均布的一系列具有马蹄形扩压通道的叶片构成，相邻的两个扩压器通道相贯，在轮盖侧形成燕尾形进口前缘。该发明可直接用于中小型航空发动机高压比离心压气机，能够在不增加压气机扩压器加工制造成本的前提下大幅度提高离心压气机的效率和稳定工作裕度。

摘要： 本发明涉及一种用于有叶扩压器扩稳的扩稳叶片和有叶扩压器，所述有叶扩压器上沿圆周均匀分布有多个扩稳叶片，每个所述扩稳叶片的叶背上设有用以对气流进行重新组织以抑制或减弱气流分离的锯齿状凹槽结构。与现有技术相比，该发明能够稳定压气机叶片叶背处的流动，抑制或减弱叶背处的气流分离。

摘要： 本发明公开了一种扩压器弯扭叶片及设计方法、扩压器和离心/斜流压气机，该方法包括：设定扩压器轮毂子午流道与机匣子午流道；根据叶型要求生成多个指定叶高位置的各造型截面子午流道线；根据中弧线叶片角沿子午弦长的分布，拟合出各造型截面回转面叶型中弧线；基于叶型中弧线叠加给定的叶型厚度沿子午弦长的分布并添加前缘、尾缘，获得回转面叶型；采用尾缘积叠的方式完成扩压器叶片展向积叠，生成三维弯扭叶片。通过调整中弧线叶片角设计得到弯扭叶片，能够更为直接地控制扩压器叶片进口攻角及沿流道的负荷分布，同时可实现叶片通道内流场的局部优化，能够更好的适应叶轮出口非均匀流动，使得扩压器的性能得到较大提升。

摘要： 本发明公开了一种具有马蹄形扩压通道的叶片式扩压器，属于中小形航空发动机压气机技术领域，其关键在于扩压器由沿周向均布的一系列具有马蹄形扩压通道的叶片构成，相邻的两个扩压器通道相贯，在轮盖侧形成燕尾形进口前缘。该发明可直接用于中小型航空发动机高压比离心压气机，能够在不增加压气机扩压器加工制造成本的前提下大幅度提高离心压气机的效率和稳定工作裕度。

摘要： 本发明提供了一种具有变进口叶片角型导流叶片的有叶扩压器结构，包括环形扩压器底板和其上沿周向均匀分布的若干变进口叶片角型导流叶片，所述变进口叶片角型导流叶片的叶片通道旋向(由底板内径指向外径)与压气机叶轮转动旋向相同,且所述变进口叶片角型导流叶片的进口叶片角沿叶高方向逐渐增大,即叶片叶顶处的进口叶片角β大于叶根处的进口叶片角α。本发明具有以下优势：本发明的变进口叶片角型导流叶片有叶扩压器考虑了实际来流的气流角分布情况，使不同叶高进口叶片角的变化与来流气流角的变化相匹配，有效减少了因为气流角与进口叶片角相差太大而造成的摩擦损失与分离损失，有效改善了有叶扩压器叶片通道内部流场,优化了有叶扩压器效率并改善了离心压气机的流量特性。

摘要： 本实用新型公开了一种叶片式扩压器及带该扩压器的高速离心鼓风机，叶片式扩压器包括一驱动元件、一转环、诸多叶片，所述驱动元件通过一摆杆构件带动转环作往复转动，所述转环上有诸多传动杆与所述叶片一对一紧固连接，带动各叶片转动，所述转环上有一限位件用于限制转环的最大转动弧度。本实用新型能使高速离心鼓风机在遇到系统流量变化，可以通过动力元件带动叶片转动，调至相应的叶片进口安装角，改变气流的流通面积以适应变化了的工况，避免了气流在扩压器中发生严重脱离而导致喘振，确保鼓风机在比较宽的性能范围内安全平稳运行。

摘要： 本发明公开了一种基于流线法调控扩压面积分布的高压比离心压气机径向叶片扩压器设计方法，首先将叶片扩压器的叶片到叶片之间的区域，划分为无叶区、半无叶区、叶片通道、下游半无叶区、下游无叶区等五个扩压区；之后，以扩压器吸力面主导的半无叶区和压力面主导的叶片通道作为提升扩压器性能的重点，从吸力面去除多余厚度以消除流动加速，增加有效扩散长度，在降低总压损失的前提下提高静压恢复系数；叶片压力面厚度分布控制通道面积分布；减薄前缘以光顺流动区域过渡到叶片通道中，减小对叶片上游的影响，从而减少叶轮压力脉动。本发明的径向叶片扩压器设计方法，耦合了通道扩压器法和叶栅法，兼顾了径向扩压器无叶区和半无叶区强烈的气流掺混和扩散。

摘要： 本发明提出一种复合式叶片及一种压缩机叶片扩压器，包括复合式叶片独特叶片型式和圆周均匀布置形式，该叶片整体为两段机翼型叶片，前半段采用半高式叶片和后半段为全高叶片的复合式机翼型叶片，前后段结合位置在扩压器通道的喉部位置以后，后半部机翼型叶片头部采用全新翼型设计。本叶型改善叶片扩压器数量设计以及叶片扩压器阻塞流量过大问题，本设计兼具半高式扩压器稳定工况范围宽的优势和二元叶片扩压器加工制造优势，其叶片仍为二元叶片，有效降低加工和安装难度。

摘要： 本实用新型提出一种复合式叶片及一种压缩机叶片扩压器，包括复合式叶片独特叶片型式和圆周均匀布置形式，该叶片整体为两段机翼型叶片，前半段采用半高式叶片和后半段为全高叶片的复合式机翼型叶片，前后段结合位置在扩压器通道的喉部位置以后，后半部机翼型叶片头部采用全新翼型设计。本叶型改善叶片扩压器数量设计以及叶片扩压器阻塞流量过大问题，本设计兼具半高式扩压器稳定工况范围宽的优势和二元叶片扩压器加工制造优势，其叶片仍为二元叶片，有效降低加工和安装难度。