王 楊/沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司

劉 艷/大連理工大學(xué)

葉片前緣載荷分布對(duì)大流量系數(shù)離心壓縮機(jī)葉輪性能的影響

王 楊/沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司

劉 艷/大連理工大學(xué)

0 引言

為了適應(yīng)石化工業(yè)的需要，近幾年大流量系數(shù)（Φ1=0.14～0.18），高馬赫數(shù)（Mu2≥1）的離心壓縮機(jī)受業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注，大流量系數(shù)高馬赫數(shù)壓縮機(jī)葉輪為跨音速葉輪，葉輪的進(jìn)口葉片寬度相比較于傳統(tǒng)葉輪增大不少，葉片前緣葉尖處容易出現(xiàn)激波，葉輪損失較大[1]，目前國(guó)內(nèi)對(duì)大流量系數(shù)葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒(méi)有成熟的經(jīng)驗(yàn)，有許多問(wèn)題尚待研究?，F(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展促使離心壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)水平快速提升，葉輪作為離心壓縮機(jī)的心臟，其設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系著壓縮機(jī)性能的高低，葉輪內(nèi)部流動(dòng)比較復(fù)雜，經(jīng)常伴隨著流動(dòng)分離和二次流等復(fù)雜的流動(dòng)現(xiàn)象，使得單從理論上分析葉輪的復(fù)雜內(nèi)部流場(chǎng)十分困難[2]。國(guó)內(nèi)外許多專(zhuān)家學(xué)者在葉輪的設(shè)計(jì)上做了大量工作使得葉輪的性能不斷提高，葉輪葉片設(shè)計(jì)過(guò)程中的重點(diǎn)就是葉輪的氣動(dòng)設(shè)計(jì)，所以?xún)?yōu)化葉輪結(jié)構(gòu)、改善通道內(nèi)部流動(dòng)情況、進(jìn)而提高壓縮機(jī)機(jī)組穩(wěn)定性和運(yùn)行效率具有重要意義，同時(shí)對(duì)我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展也有積極的推動(dòng)作用[3]。

一些研究結(jié)果[4-6]表明，作為葉輪葉片的主要參數(shù)，葉片載荷分布決定著葉輪葉片形狀，對(duì)葉輪性能有著重大影響。葉片壓力面的壓力高于吸力面壓力，葉片載荷本文定義為葉片壓力面與吸力面的壓力差，由于葉片表面的壓力與相對(duì)速度密切相關(guān)，通過(guò)控制壓力面和吸力面的相對(duì)速度（相對(duì)馬赫數(shù)）分布即可視為對(duì)葉片表面載荷分布的調(diào)整[7]。在大流量系數(shù)離心壓縮機(jī)中，理想的葉輪葉片載荷分布形式目前還沒(méi)有統(tǒng)一的定論，葉片成型方法還在不斷地探索，所以研究載荷分布規(guī)律對(duì)葉輪設(shè)計(jì)結(jié)果影響是很有必要的。本文將圍繞大流量系數(shù)模型級(jí)（流量系數(shù)為0.172 5，Mu2=1）進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)整級(jí)模型（葉輪，無(wú)葉擴(kuò)壓器，回流器）進(jìn)行數(shù)值模擬和對(duì)流場(chǎng)流動(dòng)分析，研究葉片前緣載荷（葉片0～20%無(wú)量綱中弧線(xiàn)長(zhǎng)）分布的不同型式對(duì)葉輪出口壓力，效率以及葉輪內(nèi)部流動(dòng)狀況的影響規(guī)律。在設(shè)計(jì)葉輪過(guò)程中，通過(guò)數(shù)值計(jì)算結(jié)果來(lái)確定與性能匹配的離心壓縮機(jī)葉輪載荷分布形式，提供離心壓縮機(jī)葉片葉型的高效氣動(dòng)性能設(shè)計(jì)方案，為今后壓縮機(jī)葉片載荷分布規(guī)律的研究提供參考。

2 葉輪設(shè)計(jì)

吳仲華先生提出兩類(lèi)相對(duì)流面（S1和S2流面）理論用以簡(jiǎn)單求解葉輪機(jī)械內(nèi)部定常的三元流動(dòng)問(wèn)題[8]，在此基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)外許多專(zhuān)家和學(xué)者對(duì)葉輪機(jī)械三元流動(dòng)理論和數(shù)值計(jì)算方法做了大量深入的研究工作，同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)的快速發(fā)展，這些為葉輪機(jī)械的工程設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)手段[9]。

本文使用沈鼓集團(tuán)引進(jìn)葉輪設(shè)計(jì)軟件對(duì)葉輪進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體設(shè)計(jì)時(shí)，給定相同設(shè)計(jì)參數(shù)（D2= 450mm,B2=40mm,Mu2=1，Φ1’=0.172 5）和初步設(shè)計(jì)得到的子午流道幾何形狀，葉片設(shè)計(jì)過(guò)程中改變?nèi)~片中弧線(xiàn)角度分布形式來(lái)設(shè)計(jì)不同形式的葉片，使用流函數(shù)法求解得到葉輪內(nèi)部的速度（相對(duì)馬赫數(shù)）及壓力等參數(shù)分布，主要控制葉片前緣載荷（葉片0～20%無(wú)量綱中弧線(xiàn)長(zhǎng)）分布，設(shè)計(jì)了前緣載荷變化比較明顯的六組葉片：葉片前緣載荷依次從小至大為Z1，Z2，Z3，Z4，Z5，Z6如圖1所示。

圖1是設(shè)計(jì)六組葉片靠近蓋盤(pán)側(cè)的相對(duì)馬赫數(shù)分布，在葉輪型線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)，盡量使得載荷分布光滑以保證速度分布的光滑[3]，以減少邊界層分離使葉輪內(nèi)部流動(dòng)順暢，由于無(wú)法通過(guò)理論研究確定何種載荷分布最為合理，需要對(duì)六種載荷分布形式進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)值模擬分析，并具體對(duì)其流場(chǎng)進(jìn)行流動(dòng)分析，下面數(shù)值模擬分析所提葉片Z1～Z6為圖1設(shè)計(jì)的六組葉片。

3 幾何模型、計(jì)算方法及網(wǎng)格

為了能更為直觀地看出葉片載荷分布對(duì)幾何模型的影響，葉片前緣載荷依次變大（Z1～Z6），則葉片流道也變長(zhǎng)，截取了變化較為明顯的三組葉片進(jìn)行比較，從圖2中可以看出，葉片前緣載荷較小的Z1葉片較長(zhǎng)，前緣載荷較大的Z6葉片較短，Z3介于兩者之間，葉片較長(zhǎng)則摩擦損失相對(duì)較大，對(duì)葉輪性能相應(yīng)地也會(huì)有一定的影響。

為了保證計(jì)算的完整性，計(jì)算模型級(jí)見(jiàn)圖3，包括葉輪（17葉片），無(wú)葉擴(kuò)壓器，回流器（20葉片），計(jì)算網(wǎng)格采用可視化網(wǎng)格生成軟件Numeca/ AutoGrid分別對(duì)各部分網(wǎng)格生成。葉輪、無(wú)葉擴(kuò)壓器、回流器整級(jí)模型網(wǎng)格如圖4所示，網(wǎng)格連接面采用轉(zhuǎn)子凍結(jié)法進(jìn)行轉(zhuǎn)靜子連接（Rotor/Stator），交界面位置為葉輪出口1.1D2處。為保證流場(chǎng)結(jié)果的準(zhǔn)確性，在關(guān)鍵區(qū)域盡量滿(mǎn)足網(wǎng)格的高質(zhì)量性，在盤(pán)、蓋側(cè)及葉片表面進(jìn)行網(wǎng)格加密，正交性，長(zhǎng)寬比和延展比都滿(mǎn)足要求，同時(shí)以保證壁面y+值≤10滿(mǎn)足湍流模型的要求。

本文使用CFD計(jì)算軟件Numeca求解三維非定常N-S方程組，考慮到數(shù)值模擬的完整性和準(zhǔn)確性及轉(zhuǎn)靜子交界面的影響，所以對(duì)整級(jí)模型進(jìn)行了三維定常計(jì)算。計(jì)算中采用的湍流模型是一方程Spalart-Allmaras模型，采用殘差光順?lè)椒?，多重網(wǎng)格層數(shù)等于3，該例中工作介質(zhì)為空氣（理想氣體），邊界條件給定軸向進(jìn)氣，進(jìn)口總溫293K；進(jìn)口總壓98 000Pa，出口給質(zhì)量流量10.98kg/s和出口壓力。所有轉(zhuǎn)動(dòng)壁面給定轉(zhuǎn)速14 600r/min，其它壁面轉(zhuǎn)速為0，壁面處滿(mǎn)足無(wú)滑移條件，在Numeca/Fine軟件中進(jìn)行數(shù)值模擬，計(jì)算結(jié)束后殘差滿(mǎn)足收斂要求。

4 計(jì)算結(jié)果分析

數(shù)值模擬可以直接、經(jīng)濟(jì)、高效地研究葉輪內(nèi)部的流場(chǎng)分布情況，根據(jù)前文提到的幾何模型，網(wǎng)格和計(jì)算方法對(duì)設(shè)計(jì)的六組葉片（對(duì)應(yīng)圖1中六組葉片）完成了數(shù)值模擬，分別采用相同的計(jì)算域和網(wǎng)格尺度，分別對(duì)流場(chǎng)的流動(dòng)情況做了進(jìn)一步的分析，計(jì)算結(jié)果顯示設(shè)計(jì)工況下六組葉輪葉片表面流線(xiàn)分布比較均勻，圖5為Mu2=1時(shí)設(shè)計(jì)工況下Z3葉輪的流線(xiàn)分布，圖6為子午流道流線(xiàn)分布，其它五組葉輪與此分布類(lèi)似，從圖5中可以看出葉片表面流線(xiàn)比較平滑沒(méi)有明顯的二次流，葉片設(shè)計(jì)的比較合理。圖6為葉輪的子午流道平均速度流線(xiàn)分布，圖中顯示葉輪流道流線(xiàn)分布均勻，沒(méi)有回流現(xiàn)象。

圖7是Mu2=1葉片Z1（葉片前緣載荷較?。┖蚙6（葉片前緣載荷較大）靠近葉片蓋盤(pán)側(cè)（0.9葉高）與軸盤(pán)側(cè)（0.1葉高處）無(wú)粘設(shè)計(jì)與有粘數(shù)值模擬（CFD）的對(duì)比，從四組圖可以看出靜壓曲線(xiàn)變化均勻無(wú)明顯波動(dòng)，CFD模擬結(jié)果與無(wú)粘設(shè)計(jì)曲線(xiàn)整體趨勢(shì)是相符的，可以較好的反應(yīng)出無(wú)粘設(shè)計(jì)的葉片載荷分布形式，數(shù)值模擬結(jié)果所顯示的葉片載荷分布形式與無(wú)粘設(shè)計(jì)得出的載荷分布形式能夠較好的吻合，可以通過(guò)CFD結(jié)果來(lái)調(diào)整葉片載荷分布來(lái)對(duì)葉輪進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

完成不同馬赫數(shù)下性能曲線(xiàn)，對(duì)六組葉片（對(duì)應(yīng)圖1中六組葉片）計(jì)算后的流場(chǎng)進(jìn)行對(duì)比分析，圖8和圖9是Mu2=1和Mu2=1.1時(shí)的性能曲線(xiàn)，發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)工況時(shí)，不同葉型性能相差不大，Mu2=1時(shí)，效率最高值與最低值的葉輪相差1.3%；Mu2= 1.1效率相差了1.7%。從圖中我們可以看出葉片前緣不同的載荷分布使得壓縮機(jī)的性能曲線(xiàn)也有不同程度的左右偏移，Mu2=1.1時(shí)偏移的更為明顯。葉輪前緣載荷較大的葉片Z5和Z6在Mu2=1和Mu2=1.1時(shí)性能曲線(xiàn)右移，Mu2=1時(shí)工況范圍Φ1在（0.155，0.2）左右，同時(shí)效率和壓比會(huì)稍好于前緣較小加載葉片Z1和Z2，葉輪前緣載荷較大的葉輪（Z5，Z6）在大流量區(qū)域會(huì)獲得較好的性能，在小流量區(qū)域效率對(duì)載荷的變化非常敏感,效率下降較快，此時(shí)很容易使得葉輪工作在不穩(wěn)定工況區(qū)，引起機(jī)組性能的惡化。前緣載荷較小的葉輪Z1和Z2的整個(gè)性能曲線(xiàn)左移，Mu2=1時(shí)工況范圍Φ1在（0.15，0.19）左右，如圖8和9所示在較小流量下,葉片前緣采用較小的載荷,則使得葉輪的性能得到改善，可以得到較高的壓比和效率，在大流量區(qū)域葉輪很快進(jìn)入阻塞區(qū)域，所以前緣載荷太大的葉輪在小流量區(qū)域或者在大流量區(qū)域前緣載荷太小的葉輪性能都比較差。相比較前緣載荷居中的Z3和Z4，從性能曲線(xiàn)中可以看出在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)其效率不是最高的，但其工況范圍比較寬，Φ1在（0.155，0.195）內(nèi)效率都比較高，整體曲線(xiàn)變化比較平緩。在具體設(shè)計(jì)時(shí)要考慮綜合性能根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要（高效率或者寬工況范圍）來(lái)確定葉片前緣的載荷分布型式。

為了清晰的區(qū)別葉輪內(nèi)部的流場(chǎng)分布，下面選擇載荷變化比較明顯的葉輪Z1（葉片前緣載荷較?。3（葉片前緣載荷居中）、Z6（葉片前緣載荷較大）的流場(chǎng)做了對(duì)比分析，圖10是Mu2=1時(shí)，Z1，Z3，Z6葉片靠近軸盤(pán)側(cè)（0.1葉高處）和蓋盤(pán)側(cè)（0.9葉高處）在設(shè)計(jì)工況下相對(duì)馬赫數(shù)曲線(xiàn)分布，CFD計(jì)算結(jié)果與前面圖1所示的無(wú)粘設(shè)計(jì)結(jié)果能夠吻合，Z1，Z3，Z6葉片的前緣載荷也是逐漸增大的，曲線(xiàn)整體變化趨勢(shì)比較平緩。觀察三組葉片0.1葉高處相對(duì)馬赫數(shù)分布，曲線(xiàn)沿流動(dòng)方向分布是比較均勻的，觀察曲線(xiàn)在葉片出口處接近葉片尾端處相對(duì)馬赫數(shù)線(xiàn)有小范圍的交叉，說(shuō)明此處有小范圍的流動(dòng)分離，因?yàn)楸容^靠后損失比較小，沿流線(xiàn)方向壓力面吸力面相對(duì)馬赫數(shù)差整體上變化比較小，流場(chǎng)質(zhì)量略好。分析圖10b中靠近葉片蓋盤(pán)側(cè)（0.9葉高處）的相對(duì)馬赫數(shù)分布曲線(xiàn)圖，Z1葉片在60%葉片弦長(zhǎng)處，壓力面和吸力面相對(duì)馬赫數(shù)差較大，葉片表面附近的相對(duì)馬赫數(shù)差發(fā)生了劇烈變化，相對(duì)馬赫數(shù)線(xiàn)出現(xiàn)了交叉，說(shuō)明此處有流動(dòng)分離，對(duì)整級(jí)流場(chǎng)的流動(dòng)是很不利的，而Z3和Z6葉片表面附近的相對(duì)馬赫數(shù)曲線(xiàn)變化依然很均勻，沒(méi)有出現(xiàn)類(lèi)似的劇烈波動(dòng)，此時(shí)葉片Z3和Z6的效率高于葉片Z1。

下圖11和圖12是Mu2=1和Mu2=1.1時(shí)設(shè)計(jì)工況下葉片內(nèi)部靠近蓋盤(pán)側(cè)0.9葉高處相對(duì)馬赫數(shù)分布，從圖中可以看出Z1葉片流道內(nèi)沿流動(dòng)方向出口靠近吸力面?zhèn)榷即嬖诘退賲^(qū)，在葉片的中后段有明顯的分離，分離區(qū)域也比較大，幾乎占到了該截面單個(gè)葉片流道面積的三分之一，這種分離對(duì)整個(gè)流場(chǎng)的流動(dòng)是極其不利的；而葉輪Z3和Z6流場(chǎng)分布比較均勻，靠近葉片出口段有小范圍的低速區(qū)，流線(xiàn)比較光滑沒(méi)有在葉片流道內(nèi)部形成大面積旋渦流動(dòng)區(qū)域，流場(chǎng)質(zhì)量略好，所以在設(shè)計(jì)工況下Z1葉輪的性能比較差一些。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)對(duì)于高馬赫數(shù)大流量系數(shù)下的葉輪進(jìn)口前緣是有小范圍激波存在的，葉片前緣載荷較小的葉片Z1流場(chǎng)不是很好，但是這樣的加載方式有助于消除葉片進(jìn)口前緣的激波，從圖中可以看出在Mu2=1時(shí)，Z6葉片前緣有很小一部分激波存在，葉片Z1和Z3幾乎沒(méi)有，而在Mu2=1.1時(shí)，Z6葉片進(jìn)口處有明顯的激波存在，所以在具體設(shè)計(jì)葉輪時(shí)，尤其在大流量系數(shù)高馬赫數(shù)時(shí)，雖然此時(shí)Z6（前緣載荷較大）葉片的效率和壓比較高，但并不是前緣載荷越大越好，葉片的幾何參數(shù)對(duì)葉輪性能也有很大的影響[10]，要考慮激波等的影響來(lái)選擇葉片前緣載荷的分布形式。

葉輪出口流場(chǎng)的好壞不僅決定著葉輪自身性能的高低，對(duì)葉輪下游部件（擴(kuò)壓器，回流器等）的氣動(dòng)性能也有極大的影響。分析葉片出口230mm處流動(dòng)情況，圖13為Mu2=1不同流量系數(shù)下，葉片Z1，Z3，Z6子午速度分布，圖13a為設(shè)計(jì)工況下流量系數(shù)Φ1=0.172 5子午速度分布，從左至右為軸盤(pán)至蓋盤(pán)分布，圖中Z3,Z6的分布趨勢(shì)變化不是很明顯，靠近葉片蓋盤(pán)出口處，速度有小范圍下降，Z1子午速度大于Z3和Z6，但子午速度差△Vm變化不明顯。在小流量系數(shù)工況點(diǎn)Φ1=0.155（圖13b），Z1和Z3分布比較好，而Z6速度變化比較劇烈，出口流場(chǎng)分布不均勻，子午速度差較大，△Vm在75m/s左右，進(jìn)一步說(shuō)明了在小流量區(qū)域葉片前緣選擇較大的載荷形式不能得到性能較好的葉輪，對(duì)流動(dòng)產(chǎn)生了不利的影響。而在大流量Φ1=0.19如圖13c所示，Z1（前緣載荷較?。┤~輪出口的流場(chǎng)較差，損失也比較大，子午速度差△Vm在90m/s左右，性能曲線(xiàn)顯示此時(shí)的葉輪性能較差，壓比和效率都比較低。

5 結(jié)論

本文針對(duì)高馬赫數(shù)大流量系數(shù)壓縮機(jī)葉輪，葉片前緣載荷（葉片0～20%無(wú)量綱中弧線(xiàn)長(zhǎng)）依次從小至大Z1～Z6，設(shè)計(jì)了六個(gè)不同形式的葉片，數(shù)值模擬結(jié)果可以很好地反應(yīng)設(shè)計(jì)葉片的載荷分布形式和其流場(chǎng)特征，可以通過(guò)數(shù)值結(jié)果適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)葉片前緣的載荷分布形式以獲得高效葉輪。

1）在葉輪無(wú)粘設(shè)計(jì)時(shí)，除了保證氣動(dòng)參數(shù)的合理性，還應(yīng)盡量使載荷分布曲線(xiàn)（相對(duì)馬赫數(shù)分布曲線(xiàn)）光滑平緩，減少流動(dòng)損失以設(shè)計(jì)得到高效葉輪。

2）前緣載荷較大的葉片在設(shè)計(jì)點(diǎn)效率較高，整個(gè)性能曲線(xiàn)右移，在大流量區(qū)域具有較高的壓比和效率，而在小流量工況區(qū)域效率下降較快；葉片前緣采用較小的載荷,整個(gè)性能曲線(xiàn)左移，在小流量區(qū)域,葉輪性能得到改善。葉片前緣載荷居中時(shí)，葉輪工況范圍較大，與前兩者相比較在大流量和小流量工況點(diǎn)都有較好的葉輪性能，因此在進(jìn)行葉輪的氣動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要關(guān)注的不僅是某一方面（效率或?qū)捁r范圍）的優(yōu)劣，需要合理取舍來(lái)選擇較優(yōu)的載荷分布形式。

3）通過(guò)對(duì)Z1，Z3，Z6三組葉片具體的流場(chǎng)的分析，無(wú)論是何種載荷分布形式的葉片，三組葉片在靠近輪蓋的吸力面?zhèn)瘸隹谖恢酶浇橇鲃?dòng)質(zhì)量最差的區(qū)域，對(duì)于Z1（葉片前緣載荷較小）葉片，在葉片通道內(nèi)形成了一個(gè)強(qiáng)度較大的通道旋渦，并由此引起流動(dòng)分離，影響了葉輪的性能。

[1]許敏，孫洋，趙強(qiáng).離心壓縮機(jī)大流量系數(shù)模型級(jí)輪外徑切削的試驗(yàn)研究[J].風(fēng)機(jī)技術(shù),2008（5）：20-22，29.

[2]徐忠.離心壓縮機(jī)原理[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1990.

[3]吳達(dá)人，陳勝利.離心泵葉輪的載荷分布和性能關(guān)系的研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，1988（6）：58-65.

[4]張維寧.可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉離心壓縮機(jī)葉輪載荷的數(shù)值分析[D].華北電力大學(xué)，2012.

[5]岳國(guó)強(qiáng),黃洪雁，韓萬(wàn)金，等.載荷分布對(duì)葉柵損失影響的試驗(yàn)研究[J].航空發(fā)動(dòng)機(jī)，2005，30（4）：28-31.

[6]章成力.對(duì)離心式葉輪內(nèi)的相對(duì)速度分布的探討[J].杭氧科技, 2000（2）：10-13.

[7]馬廣建.基于控制載荷法的離心風(fēng)機(jī)單板葉片設(shè)計(jì)與內(nèi)部流場(chǎng)分析[D].上海交通大學(xué)，2011.

[8]曹志鵬.離心壓氣機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)和分析方法的研究[D].西北工業(yè)大學(xué)，2003.

[9]楊策,馬朝臣，王航，等.離心壓氣機(jī)葉輪設(shè)計(jì)方法研究進(jìn)展[J].內(nèi)燃機(jī)工程,2002（2）54-59.

[10]朱營(yíng)康，曹琦，姚承范.離心壓縮機(jī)葉片載荷分析[J].航空學(xué)報(bào)，1989（5）：297-299.

：本文主要針對(duì)大流量系數(shù)模型級(jí)的葉輪葉片載荷分布進(jìn)行研究，通過(guò)改變?nèi)~片前緣載荷（葉片0～20%無(wú)量綱中弧線(xiàn)長(zhǎng)）分布來(lái)設(shè)計(jì)不同形式葉輪，并進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，通過(guò)對(duì)流場(chǎng)的分析和性能曲線(xiàn)的對(duì)比，研究葉片前緣載荷對(duì)葉輪性能的影響，研究發(fā)現(xiàn)不同的載荷分布形式使得壓縮機(jī)的性能曲線(xiàn)也有不同程度的左右偏移，葉輪內(nèi)部流場(chǎng)也有較大差別，分析結(jié)果可為大流量系數(shù)模型級(jí)葉輪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與性能提高提供理論依據(jù),同時(shí)為大流量系數(shù)壓縮機(jī)的開(kāi)發(fā)提供參考。

葉片載荷分布；大流量系數(shù)葉輪；數(shù)值模擬

Effects of Leading Edge Blade Loading Distribution on the Performance of Large Flow Coefficient Centrifuga l Comp ressor Impellers

Wang Yang/Shenyang Blower Works Group Corporation
Liu Yan/Dalian University of Technology

blade load distribution;large flow coefficientimpeller;numericalsimulation

TH452；TK05

A

1006-8155（2016）06-0027-07

10.16492/j.fjjs.2016.06.0083

2016-04-20遼寧大連116041

Abstract:This paper mainly focuses on the studies of leading edge impeller blade loading distribution in large flow coefficient compressor.Different types of impellers were designed by changing leading edge blade load distribution.Numerical simulations were performed to compare and analyze the flow fields and the compressor performance curve. The study finds that different leading edge blade load distributions lead to different degreesof deviation in the performance curve, i.e.,abigdifference in impeller flow fields.The analysis providesa theory basis for the impeller optimization design and the performance improvement;it also offers a reference to the development of the large flow coefficient centrifugalcompressor.