叶轮盖侧切削的级性能分析.pdf

维普资讯 第 37卷 第 9期 西 安 交 通 大 学 学 报 Vo1．37 №9 2003年 9月 JOURNALOFXIANJIAOTONGUNIVERSITY Sep．2003 叶轮盖侧切削的级性能分析 刘瑞韬 ，徐 忠，刘长胜 (西安交通大学流体机械研究所，710049，西安) 摘要 ：应用时间推进法求解连续性方程、时均 N—S方程 、能量方程 、理想气体状态方程及 Yang Shih 一e 紊流模型，对含分流叶片的半开式叶轮及叶片扩压器组成的离心压缩机模型级级 内三维粘性流场进行了数 值分析，得出了与实测结果一致的性能曲线．在此基础上对叶轮等直径盖侧切削后的模型级进行了数值分 析．计算及实验结果表明，切削后叶轮 内部激波损失及扩压器吸力面侧低能区范围均减小；切削后叶轮盖侧 的逆流区在扩压器前级的收缩作用下在扩压器内部基本没有扩大，有效降低了混合损失；叶轮盖侧切削后模 型级的级性能优于原模型级，表明对模型级进行等直径叶轮盖侧切削可成为压缩机模型级设计的有效方法． 为了加快收敛，计算时采用了隐式残差平均法及完全多重网格技术． 关键词：盖侧切削；半开式叶轮 ；时间推进法；多重网格 中图分类号：0356 文献标识码 ：A 文章编号：0253-987X(2o03)O9一O979一O5 Investigation ofEffectofImpellerShroud-Cuttingon the CharacteristicsofCentrifugalCompressor LiuRuitao。X “Zhong。LiuChangsheng (InstituteofFluidMachinery，XianJiaotongUniversity，Xian710049，China) Abstract：Thetimemarchingmethodwasusedtosolvethecontro1equations，andacomputationa1analysis · oftheflow fieldinacentrifugalcompressorwithunshroudedimpellerandvaneddiffuserwaspresented． Emphasiswasfocusedontheeffectoftheimpellershroud-cuttingonthecharacteristicsofthestage．The numerica1analysiswascarriedoutusingthree-dimensiona1Navier—StrokescodeswiththeYang Shihk-e two-equationturbulencemode1forclosure．Thecalculationswereperformedwithacentra1spacediscretiza— tionscheme，withsecondandfourthorderartificia1dissipationterms．Thenumerica1procedureapplieda four—orderexplicitRunge-Kuttascheme，coupledwithlocaltimestepping．A detailedcomparisonbetween thepredictedandexperimenta1datawasperfomr edintemr sofpressureriseandefficiencycharacteristics。 andfavorableagreementwasaccomplished．Numericalandexperimentalresultsshow thatthestagechar— acteristicsunderthenew operatingcondition isimprovedafterimpellershroud-cutting，whichmeansthat impellershr