叶片载荷对半开式离心叶轮气动性能的影响∗

赵祎佳 韩 博 刘正先

（天津大学机械学院）

叶片载荷对半开式离心叶轮气动性能的影响∗

赵祎佳 韩 博 刘正先

（天津大学机械学院）

为提高半开式离心叶轮的气动性能，采用数值模拟及分析方法对三种叶片载荷分布的叶轮在不同叶顶间隙下的流动特征及性能参数影响进行了量化对比，结果表明：载荷分布形式与叶顶间隙值对叶轮气动性能有影响，当载荷前置时，叶轮性能受间隙的影响最小；叶顶间隙引起的泄漏量对叶轮性能影响不明显；叶轮流道中后段的流动性能更易受载荷、叶顶间隙值等因素的影响，导致效率下降。

半开式离心叶轮；气动性能；数值模拟；叶片载荷

0 引言

离心式压缩机目前正被广泛应用于石油、化工、冶金和航天等领域，而半开式离心叶轮具有强度高、极限圆周速度大和单级压比高的特点，符合对高性能和高压比的不断要求。相对于闭式叶轮，半开式离心叶轮，由于间隙的存在，气动性能有所降低。国内外对半开式叶轮的研究已经展开：如Senoo Y和Ishida M等研究了间隙引起的压力损失和气动性能[1]、间隙结构中的压比变化和压缩机效率损失[2]、Schleer M等研究了间隙对离心压缩机工况稳定性影响[3]，Ishida M等关于叶顶结构对间隙损失的影响的研究[4]，Schleer M和Abhari R对受间隙影响下的离心压缩机的无叶扩压器中流动演变的研究[5]，Yamada K等对两种带分流叶片的跨音速离心叶轮的间隙流场进行的对比研究[6]，Dambach R等则通过实验测量了间隙流动[7]。国内的研究人员分别从实验及数值两方面验证了间隙对叶轮的气动性能有着重要影响[8-9]。……