分流叶片长度和位置对离心叶轮性能的影响及其优化设计

摘要

本文利用数值计算方法对一带分流叶片的离心压气机工作轮内部三维粘性流场进行了数值模拟。主要模拟了：采用不同长度和不同切向位置分流叶片离心叶轮的内部流场以及不同叶尖间隙下叶轮内部流场，通过比较分析发现： 1. 适度增加分流叶片长度可以增强其对大叶片吸力面处附面层分离的抑制，减小了低速区面积，同时减小了大叶片叶尖处的泄漏损失，改善叶轮通道内部流场； 2. 分流叶片向大叶片吸力面方向偏移，可以增强其对大叶片吸力面处低能流体的抑制作用，并降低了大叶片叶尖处的泄漏流速度，减少了叶轮流场内的泄漏损失； 3. 叶尖间隙增大，叶顶泄漏流速度增加，泄漏损失增加，叶轮性能下降； 4. 采用单纯形法，以效率为目标，对叶轮分流叶片进行了优化，并对优化前后的叶轮性能作了对比。