分流葉片對(duì)離心壓氣機(jī)性能影響研究.pdf

1、分流葉片已大量使用于離心葉輪，但有關(guān)分流葉片的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則還不成熟，仍然處于研究階段。本文基于MTE-D微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，采用數(shù)值模擬的手段開展了分流葉片的長度和周向位置、葉尖間隙等對(duì)微型離心葉輪性能耦合影響的研究。主要工作有：
　　1、采用S-A湍流模型，分別采用網(wǎng)格總量為60萬，86萬，110萬，115萬的網(wǎng)格對(duì)所研究的微型離心葉輪數(shù)值計(jì)算，分析得到網(wǎng)格密度對(duì)葉輪性能及葉輪內(nèi)流場參數(shù)的影響，根據(jù)分析結(jié)果選取總量86萬的網(wǎng)格用于本文數(shù)

2、值研究。
　　2、研究了葉尖間隙、分流葉片周向位置變化對(duì)葉輪性能的耦合影響。葉尖間隙0.3mm葉輪效率和壓比明顯低于無葉尖間隙離心葉輪，葉尖間隙泄漏流是葉輪性能下降的重要原因。葉尖間隙對(duì)葉輪葉根處熵增分布影響較小，對(duì)葉中處熵增分布影響有所增大，對(duì)葉尖處熵增分布影響最大。有/無葉尖間隙流時(shí)葉輪通道中流場差異較大，造成損失的主要因素也不同：葉尖間隙0.3mm葉輪通道中，大損失區(qū)主要是受葉尖間隙泄漏流影響，低能流體聚集于通道頂端，在葉輪

3、出口接近占通道1/3；無葉尖間隙時(shí)，大損失區(qū)主要受葉片吸力面與輪蓋的角區(qū)附近附面層流體分離影響，通道中流體分離主要位于葉片吸力面與葉輪輪蓋的角區(qū)，左右通道中分離渦的產(chǎn)生和發(fā)展情況明顯不同。
　　葉尖間隙不同時(shí)，分流葉片從主葉片吸力面附近往主葉片壓力面附近偏移，葉輪性能都是先上升后下降，存在最佳位置，但由于葉輪內(nèi)主要損失機(jī)理隨間隙大小發(fā)生改變，故分流葉片周向最佳位置同樣發(fā)生變化；分流葉片處于周向最佳位置時(shí)，不同葉尖間隙的葉輪內(nèi)具有左

4、右通道熵增接近一致的共性。
　　3、研究了分流葉片長度對(duì)葉輪流場性能的影響及其與葉片數(shù)耦合關(guān)系。分流葉片長度變化對(duì)葉輪葉根和葉中位置的流場影響相對(duì)較小，對(duì)葉尖位置流場影響更大。分流葉片長度變化，影響對(duì)葉輪通道內(nèi)附面層內(nèi)流體分離及葉尖泄漏流等二次流約束作用，從而影響通道內(nèi)低速區(qū)，進(jìn)而影響分流葉片前流體及流入兩側(cè)通道的流體；另外分流葉片長度變化，還會(huì)影響葉輪內(nèi)部摩擦損失；分流葉片過長或過短葉輪性能都會(huì)下降。葉輪葉片數(shù)對(duì)分流葉片最佳長度