開縫葉片離心葉輪內(nèi)流場(chǎng)的數(shù)值研究.pdf

1、離心式葉輪機(jī)械流道中的氣體流過葉片的流動(dòng)是復(fù)雜的，在葉片后部吸力面附近易產(chǎn)生氣流分離現(xiàn)象，使離心葉輪的全壓和效率下降。因此，提高離心式葉輪的整體性能是葉輪機(jī)械設(shè)計(jì)的一個(gè)重要課題。通過改進(jìn)葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，特別是對(duì)葉片的設(shè)計(jì)改進(jìn)是解決這一課題的一條重要途徑。近年以來(lái)，有研究者曾在離心式葉輪的設(shè)計(jì)中采用開縫葉片技術(shù)，將長(zhǎng)葉片斷開，分成前后兩個(gè)長(zhǎng)、短葉片，兩個(gè)葉片按原葉片的形線錯(cuò)位布置并在銜接處形成一個(gè)狹小的搭接間隙。研究結(jié)果表明，采用該技術(shù)可以

2、有效地改善離心葉輪的流動(dòng)狀況，使效率提高3.5％，全壓提高1.7%。對(duì)該技術(shù)進(jìn)一步開展研究，弄清相關(guān)影響因素的作用，使開縫葉片技術(shù)在工程中得到更好的應(yīng)用，具有重要的節(jié)能意義。
　　我們以一個(gè)開縫葉片離心葉輪為對(duì)象，應(yīng)用數(shù)值模擬的方法，研究了長(zhǎng)、短兩個(gè)葉片在原有型線上按不同的偏轉(zhuǎn)角度q布置對(duì)流場(chǎng)及葉輪性能的影響；分析了葉片表面極限流線圖譜差異、葉片表面靜壓力分布、流動(dòng)分離狀況及流道中的相對(duì)速度和壓力分布；探討了流動(dòng)分離區(qū)、尾跡區(qū)及夾

3、縫射流區(qū)受短葉片偏轉(zhuǎn)角度變化的影響。
　　結(jié)果表明，長(zhǎng)葉片的流場(chǎng)和葉片負(fù)荷受短葉片q角的影響較小。順偏轉(zhuǎn)角時(shí)，短葉片負(fù)荷隨著q角的增大而增大；在+3.5°≤q≤+21°短葉片吸力面存在邊界層分離流動(dòng)。逆偏轉(zhuǎn)角時(shí)，短葉片負(fù)荷隨著q角的增大而減?。挥捎趭A縫呈收縮形流道，氣流經(jīng)流道時(shí)形成高速射流，削弱了短葉片吸力面邊界層厚度，抑制分離，從而提高壓比和效率，其分別在q角為-3.5°，存在一個(gè)等熵效率的極值，該型號(hào)葉輪的效率值可進(jìn)一步提高到