宽工况离心压缩机的气动设计及仿真优化

蒲万里; 刘莹莹; 陈欣; 庞伟; 杜文海; 张志莲

doi:10.19770/j.cnki.issn.1008-2565.2024.02.004

北京石油化工学院学报 ›› 2024, Vol. 32 ›› Issue (2) : 17 -24. DOI: 10.19770/j.cnki.issn.1008-2565.2024.02.004

宽工况离心压缩机的气动设计及仿真优化

蒲万里, 刘莹莹, 陈欣, 庞伟, 杜文海, 张志莲

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摘要

离心压缩机由于需要在不同的工况下运行，因此需要具有较广的工作范围和较高的工作效率。根据设计要求进行单级离心压缩机的一维气动设计，并结合商业软件完成三维建模，采用NUMECA软件进行了三维数值仿真得到了设计工况下的气动性能。通过改变压缩机叶片几何参数如叶片厚度、叶片数、前缘角和叶型，分析其对离心压缩机性能和流场的影响。数值计算结果表明：离心压缩机叶片在70%叶片厚度、15个叶片、前缘角半轴比为3和NACA6306叶型叶片时，整机在全工况下满足压比要求且等熵效率最高。结合内部流场分析发现，影响离心压缩机效率的主要因素是流场高熵区的变化，优化过的压缩机的叶片有更好的流场分布，能有效减小高熵区大小。