脉冲气流条件下离心压气机入口流场测量研究.pptx

汇报人：2024-01-25脉冲气流条件下离心压气机入口流场测量研究

目录CONTENTS引言脉冲气流条件下离心压气机入口流场特性测量方法与实验设计实验结果分析与讨论脉冲气流条件下离心压气机性能优化建议总结与展望

01引言

脉冲气流条件下离心压气机入口流场特性研究对于提高压气机的性能和稳定性具有重要意义。离心压气机广泛应用于航空、航天、能源等领域，其性能直接影响整个系统的效率和可靠性。脉冲气流条件下，离心压气机入口流场会出现复杂的非定常流动现象，如旋涡、分离等，对压气机的性能和稳定性产生重要影响。研究背景和意义

对于脉冲气流条件下的离心压气机入口流场研究相对较少，且主要集中在数值模拟方面。随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，未来对于脉冲气流条件下离心压气机入口流场的研究将更加深入和全面。国内外学者已经对离心压气机入口流场进行了大量的研究，但主要集中在稳态气流条件下。国内外研究现状及发展趋势

010405060302研究目的：揭示脉冲气流条件下离心压气机入口流场的非定常流动特性，为优化压气机设计和提高性能提供理论依据。研究内容建立脉冲气流条件下离心压气机入口流场的数学模型和数值模拟方法。分析不同脉冲频率、幅值和波形对离心压气机入口流场的影响规律。探讨脉冲气流条件下离心压气机入口流场的非定常流动现象及其产生机理。提出优化离心压气机设计和提高性能的方法和建议。研究目的和内容

02脉冲气流条件下离心压气机入口流场特性

产生原理脉冲气流是由气体压缩和释放过程中产生的周期性、瞬态的气流现象。在离心压气机中，脉冲气流通常是由旋转的叶轮和固定的扩压器之间的相互作用引起的。特点脉冲气流具有周期性、瞬态性、高强度和复杂的三维流动结构。其频率和强度与压气机的设计参数、运行条件以及气体的物理性质密切相关。脉冲气流产生原理及特点

离心压气机入口流场通常呈现复杂的涡旋结构，包括轴向涡、径向涡和周向涡等。这些涡旋结构对压气机的性能和稳定性具有重要影响。在入口流场中，气体的速度、压力、温度和密度等流动参数呈现不均匀分布。这种不均匀性可能导致压气机内部流动的复杂性和不稳定性增加。离心压气机入口流场特性分析流动参数分布入口流场结构

稳定性和喘振脉冲气流可能引发离心压气机的失速和喘振现象。当脉冲气流的频率与压气机的固有频率相近时，可能引发共振现象，导致压气机失速或喘振。压比和效率脉冲气流会导致离心压气机的压比和效率降低。在脉冲气流的作用下，压气机内部的流动损失增加，使得压比和效率下降。噪声和振动脉冲气流产生的噪声和振动对离心压气机的可靠性和寿命具有不利影响。长期的噪声和振动作用可能导致压气机部件的疲劳损坏。脉冲气流对离心压气机性能影响

03测量方法与实验设计

粒子图像测速技术（PIV）01通过向流场中撒播示踪粒子，利用激光片光源照亮测量区域，使用高速相机捕捉粒子运动图像，通过图像处理算法得到流场速度分布。热线风速仪（HWA）02利用热线探头感受气流中的速度变化，将速度变化转化为电信号输出，通过测量电路和数据采集系统获取流场速度信息。激光多普勒测速技术（LDV）03通过激光干涉原理测量流场中示踪粒子的多普勒频移，从而得到流场速度分布。测量方法选择及原理介绍

实验装置组成包括离心压气机、供气系统、测量系统、控制系统和数据采集系统等。调试过程首先进行供气系统的调试，确保气流稳定且符合实验要求；其次进行测量系统的调试，包括光路调整、探头位置调整等，确保测量准确；最后进行控制系统和数据采集系统的调试，确保实验过程自动化和数据采集的可靠性。实验装置搭建与调试过程

数据采集与处理流程使用高速相机或数据采集卡等设备采集实验过程中的原始数据，包括粒子图像、电信号等。数据采集对采集到的原始数据进行预处理，如去噪、平滑等，以提高数据质量；然后利用相关算法对处理后的数据进行速度场重建、流场可视化等分析，得到流场的速度、涡量等参数分布。数据处理

04实验结果分析与讨论

123在低频脉冲气流条件下，离心压气机入口流场呈现周期性变化，但变化幅度较小，流场相对稳定。随着脉冲频率的增加，流场变化幅度逐渐增大，流动的不稳定性增强，出现明显的涡旋和流动分离现象。当脉冲频率达到某一临界值时，流场变化幅度达到最大，流动的不稳定性最为严重，此时压气机的性能将受到显著影响。不同脉冲频率下流场变化规律

不同压力比下流场变化规律在低压力比条件下，离心压气机入口流场相对平稳，流动分离现象不明显。随着压力比的增加，流场的不稳定性逐渐增强，出现涡旋和流动分离现象，且分离区域逐渐扩大。当压力比达到某一临界值时，流动分离现象最为严重，此时压气机的性能将急剧下降。

通过实验结果与仿真结果的对比分析，发现两者在流场结构和变化规律上具有较好的一致性。仿真结果能够准确地预测实验中的流场变化现象，包括涡旋和流动分离等。通过对比分