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叶轮出流条件对叶片扩压器性能的影响

发布日期:2019-09-06

  叶轮出流条件对叶片扩压器性能的影响

  高负荷叶轮,通常用于涡轮增压器和燃气轮机应用,排出跨度和螺距不均匀的非定常跨音速流动,并以接近切向的角度旋转,除了流动角度外,关于这些属性是否对下游扩压器的性能有实质性影响的数据存在冲突。

  通过压气机级扩压器试验和旋转旋流试验台的扩压器试验,定量分析了扩压器性能中的流动角、马赫数、非均匀性和不稳定性对扩压器性能的相对重要性,试验品是带有翼型叶片扩压器的压力比为5的涡轮增压器压缩机,旋流实验台除能产生周期性的纵向不稳定外,还能产生代表压气机的转子出流条件,适合0.86级扩压器和蜗壳,在这两台钻机中,使用为此目的而开发的小型横向探头绘制了叶轮在扩散器螺距上的平均时间流出图。

  在大约三分之二的级工作范围内,扩压器的性能与所用指标有效时的平均叶轮出流角密切相关,该指标描述了在给定平均流入角和马赫数的情况下,相对于可能获得的压力恢复,叶片出口金属角度,利用有效性捕捉高马赫数下通过扩散器的密度变化;当入口马赫数从0.5增加到1时,观察到压力恢复增加了10%,此外,有效性在很大程度上与转子的时间平均展向和非定常纵向非均匀性无关;这种独立性反映了扩散器入口区域发生的强混合过程。

  考虑到在径向叶片扩压器初步设计中通常使用的直通道扩压器设计图既没有捕捉到从叶轮出口到扩压器喉部的流管面积变化,也没有捕捉到叶片入射效应,因此其实用性受到限制。

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