基于理论与CFD仿真的压气机轴向气动力计算与分析

陈欣; 叶文彬; 刘莹莹; 蒲万里; 张志莲

doi:10.19770/j.cnki.issn.1008-2565.2025.01.002

北京石油化工学院学报 ›› 2025, Vol. 33 ›› Issue (1) : 10 -15. DOI: 10.19770/j.cnki.issn.1008-2565.2025.01.002

基于理论与CFD仿真的压气机轴向气动力计算与分析

陈欣, 叶文彬, 刘莹莹, 蒲万里, 张志莲

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摘要

针对氢燃料电池动压悬浮压气机轴向力计算不够完善的问题,在分析现有的轴向力计算方法的基础上,采用理论公式计算与计算流体动力学(CFD)仿真2种方法对压气机密封轴向气动力进行了研究。首先建立了基于经典气体动力学的理论计算模型,随后通过CFD仿真对模型进行了验证和细化,以准确模拟实际工况下的气动力影响。结果表明,通过理论公式计算得出轴向力大小与CFD仿真计算出的结果对应良好;2种方法各有优劣,在初步设计阶段和快速评估时,公式计算方法简便快速,而在详细设计和性能优化阶段,CFD能提供更为详细和精确的流场分析。通过2种方法的对比,不仅验证了理论模型的有效性,也指出了进一步优化压气机设计中需考虑的关键因素,对提高氢燃料电池系统的整体效率和安全性具有重要意义。