射流对扩压器流场稳定性的影响.pdf

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1、第27卷第3期机电产品开发与钏新V01．27，No．3呈里!堡圭曼旦旦!：!生!竺!!!苎!!!!：!!!!!!!竺竺坐!!!苎!生!!!苎!型!!竺竺型：!呈Q!兰文章编号：1002—6673(2014)03—068-02射流对扩压器流场稳定性的影响韩磊1，赵惠1，张家忠2(1．沈阳鼓风机集团有限公司，辽宁沈阳110869；2．西安交通大学，陕西西安710048)摘要：在设计工况下叶片扩压器有利于提高离心压缩机级效率和压比。然而叶片扩压器稳定运行工况范围狭窄。超出该工况范围叶片扩压器产生的冲击作用会降低离心压缩机性能

2、。因此在某些化工过程中，离心压缩机在压缩过程中获得外部注入的射流。在扩压器叶片上开孔，合理利用射流，能优化叶片扩压器中流场结构，扩大其工况范围。关键词：射流：扩压器；稳定性中图分类号：TP273文献标识码：Adoi：10．3969／i．issn．1002—6673．2014．03．027TheEffectontheStabilityofFIuidiCStotheDiffuserHANLeil，ZHA0Huil，ZHANGJjfI铲Zhon矿(1．ShenyangBlowerWorksGroupCo．，Ltd．，Shen

3、yangLiaoning110869，China；2．Xi’allJiaotongUniversity，Xi’anShaanxi710048，China)Abstract：Vaneddiffuserishelpfultoimprovecentrifugalcompressorefficiencyandcompressionratioatthedesigncondition,bUtstationaryoper—adonrangeisnan'owwhenbeyondthescopeoftheconditionoftheef

4、fectsoftheshockvaneddiffuserwillreducetheperformanceofcentrifu列compressor．Soinsomechemicalprocess,centrifia刚compressorinthecompressionprocesshastoinjectairstremfromextemaLTappingonthediffuservaneandreasonableuseofairstremcanoptimizethevaneddiffuserflowfieldstruc

5、ture，expandthescopeofitsworkingcondidom．Keywords：fluidiCS：di面ser；stabilityO引言离心压缩机单元级主要由转子叶轮和扩压器组成llI。能量由转子叶片传递给被压缩流体介质，流体静压上升，速度增加。经过转子后输入的能量30％(后弯式)到50％(径向式)转换为介质的动能，这些动能将由无叶扩压器或者有叶扩压器转化为静压能。1参数设定离心压缩机单元级。如图1所示。扩压器热力学参数：进IZl压力116287Pa，温度309．221K，速度95m／s；出口压力11

6、5730Pa．温度309219K，速度71nCs，静压112958Pa。某叶片扩压器模图1离心压缩机基本结构Fig．1Thegeneralstructureofacentrifugalcompressor修稿日期：2014—04—03作者简介：韩磊(1981一)，男，硕士研究生，总工程师。从事压缩机设计及开发工作；赵惠(1980-)，女，硕士研究生，沈阳鼓风机集团主任科员。型扩压器几何参数见表1。2分析方法首先利用AutoCAD2010建立扩压器几何模型，导人COMSOL中做进一步处理。扩压器模型如图2所示，241为入

7、口．法向流入速度为95m／s：242为出口，压力表1某叶片扩压器参数Tab．1Parametersofavanedi仟user项目尺寸扩压器入13直径556mm扩压器出口直径61lmm叶片翼型NACA0015叶片弦长24．63ram叶片安装角180叶片数22112958Pa，粘滞应力为零；1、2为周期性边界条件；其余翼型部分为壁面无滑移条件。网格划分用COMSOL自带“标准化网格划分”。然后对叶片扩压器进行九次正交试验。通过在叶片吸力面合理位置开孔向扩压器内注入射流，起到改善流场、延缓分离点的作用。未加入射流时扩压器叶

8、片流线如图3所示。定义分离点相对位置系数C：一分离点距离翼尖投影一翼弦投影e反映出扩压器叶片分离点在叶片上的相对位置，其取值范围是0—1。若在翼尖附近发生分离，则分离点·产品与市场·图2COMSOL中扩压器模型及边界示意图ng．2Vanedi茄蚪盯modelandboundarysketchmapinCOMSOL表2叶片扩压器射流