进口端壁导叶对离心压气机特性影响研究

田红艳，侯 康，佟 鼎，刘欣源

(1.河北工业大学 机械工程学院 国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心，天津 300401；2.中国北方发动机研究所 柴油机增压技术重点实验室，天津 300400)

0 概述

离心压气机在航空航天、车辆动力及能源化工等方面都有着广泛的应用。随着需求的强化，要求离心压气机满足高压比、高效率的同时，还要有较宽的流量范围。关于提升离心压气机流量范围的方法，除了对离心叶轮本体进行气动叶型设计之外，蜗壳的机匣处理[1-5]、进气预旋[6-7]等外部流动控制改进技术措施也是目前研究的热点。进气预旋是指采用导叶改变压气机进口气流切向速度来重构叶轮进口的速度三角形，从而影响离心压气机的特性。对于进气预旋，国内外众多学者开展了相关的研究工作。文献[8-9]中采用粒子图像测速仪测量了压气机进口处的速度场，结果表明采用切向进气装置能够扩大压气机的流量范围。文献[10]中对带有进气预旋的单级离心压缩机流动特性进行了仿真研究，研究表明在进口大预旋条件下，除蜗舌外的周向位置外，叶轮内流动参数和主叶片受力趋于周向对称分布。文献[11]中以增压器无叶扩压离心压气机为研究对象，进行了压气机预旋导叶及扩压器的重新设计，研究结果表明压气机进口预旋在保证压气机最高效率情况下，能够使压气机的流量范围拓宽16.7%。文献[12]中对某轴流进口导叶涡轮增压器开展了相应的研究工作，指出负预旋导叶使压气机效率下降4个百分点，而正预旋导叶使效率下降1个百分点的结论。……