開縫葉片離心葉輪內(nèi)流場的數(shù)值研究.pdf

1、離心式葉輪機械流道中的氣體流過葉片的流動是復(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械設(shè)計的一個重要課題。通過改進葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計，特別是對葉片的設(shè)計改進是解決這一課題的一條重要途徑。近年以來，有研究者曾在離心式葉輪的設(shè)計中采用開縫葉片技術(shù)，將長葉片斷開，分成前后兩個長、短葉片，兩個葉片按原葉片的形線錯位布置并在銜接處形成一個狹小的搭接間隙。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狀況，使效率提高3.5％，全壓提高1.7%。對該技術(shù)進一步開展研究，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。
　　我們以一個開縫葉片離心葉輪為對象，應(yīng)用數(shù)值模擬的方法，研究了長、短兩個葉片在原有型線上按不同的偏轉(zhuǎn)角度q布置對流場及葉輪性能的影響；分析了葉片表面極限流線圖譜差異、葉片表面靜壓力分布、流動分離狀況及流道中的相對速度和壓力分布；探討了流動分離區(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，長葉片的流場和葉片負荷受短葉片q角的影響較小。順偏轉(zhuǎn)角時，短葉片負荷隨著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。逆偏轉(zhuǎn)角時，短葉片負荷隨著q角的增大而減小；由于夾縫呈收縮形流道，氣流經(jīng)流道時形成高速射流，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°，存在一個等熵效率的極值，該型號葉輪的效率值可進一步提高到