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离心叶轮与扩压器相互干扰数值模拟
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:航空学报
  • 时间:2011.12.12
  • 页码:1173-1180
  • 分类:V231.3[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学能源与动力工程学院,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金(50736007,51006005); “凡舟”青年科研基金(20100401)~~
  • 相关项目:高负荷轴流压气机端壁造型对二次流动的影响研究
中文摘要:

采用定常与非定常数值模拟方法,对某小型离心压气机进行数值计算,首先比较了定常结果与非定常时均结果的特性;然后结合离心叶轮出口和径向扩压器进口典型位置非定常压力脉动的频域特性,研究了离心叶轮与扩压器之间的转静干涉作用;最后着重分析了离心叶轮带与不带分流叶片对径向扩压器进口压力脉动频率特性的影响。结果表明:在相同流量下,非定常时均结果的压比偏高约3.7%,效率偏高0.1%;在带有分流叶片的离心压气机中,离心叶轮叶片出口与扩压器叶片进口的脉动除了叶片通过频率的非定常脉动外,分流叶片尾缘会产生与之强度相当的2倍叶片通过频率的非定常压力脉动。同时,分流叶片会对径向扩压器进口产生更强的0.5倍叶片通过频率非定常压力脉动,这些频率的非定常压力脉动很可能会对离心压气机叶片的疲劳强度造成影响。

英文摘要:

Steady and unsteady numerical simulations of a small centrifugal compressor are presented in this paper. First, the steady and unsteady time-averaged results are compared. Then, the unsteady interaction between the impeller and dif- fuser is investigated by analyzing the spectrum characteristics of pressure fluctuations at the outlet of the impeller and the in- let of the radial diffuser. Finally, the unsteady influences of the impeller with and without splitters on the radial diffuser inlet are studied. Results show that the unsteady time-averaged total pressure ratio and isentropic efficiency are respectively 3.7% and 0. 1% higher than those of the steady at the same mass flow; in the centrifugal compressor with splitters, pres- sure fluctuations at the blade passing frequency are the main fluctuations at the out~et of the impeller and the inlet of the radial diffuser. Besides, it is obvious that there are fluctuations two times the radial diffuser blade passing frequency at the outlet of the splitter and half times the impeller blade passing frequency at the inlet of the radial diffuser blades caused by the splitter. These unsteady pressure fluctuations will likely affect the fatigue strength of the centrifugal compressor.

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期刊信息
  • 《航空学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
  • 地址:北京海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:hkxb@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317058 82318016
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24676