[發明專利]預旋進氣下離心葉輪與擴壓器匹配計算方法

有效

• 申請號: 201810272486.2
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108595776B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 李孝檢;劉正先
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種預旋進氣下離心葉輪與擴壓器匹配計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)給定空氣介質特性參數：包括絕熱指數γ和氣體常數R；給定離心葉輪設計參數：包括離心葉輪進口預旋角α₁、離心葉輪進口輪蓋相對軸向氣流角β_1s、離心葉輪進口輪蓋相對馬赫數M_w1和總壓比ε；

2)計算歸一化的葉輪阻塞流量

3)計算歸一化的擴壓器阻塞流量

4)計算離心葉輪與擴壓器完全匹配時，擴壓器阻塞喉口面積A_d與離心葉輪阻塞喉口面積A_i之比當離心葉輪與擴壓器完全匹配時，同時阻塞，滿足連續方程其中是葉輪阻塞流量，是擴壓器阻塞流量，且離心葉輪與擴壓器同時滿足等熵流動假設，即葉輪等熵效率η＝1，此時，所述的擴壓器阻塞喉口面積A_d與離心葉輪阻塞喉口面積A_i之比的計算公式為：

式中，γ是絕熱指數，Mu是當地機器馬赫數，M_w1是離心葉輪進口輪蓋相對馬赫數，β_1s是離心葉輪進口輪蓋相對軸向氣流角，α₁是離心葉輪進口預旋角，ε是總壓比；

5)給定離心葉輪進口總參數：進口總溫T_t1，進口總壓p_t1，給定設計的阻塞流量

6)計算離心葉輪進口總密度ρ_t1，進口滯止聲速a_t1；

7)計算完全匹配時擴壓器阻塞喉口面積A_d；所述的完全匹配時擴壓器阻塞喉口面積A_d的計算公式為：

式中，是設計的阻塞流量，ρ_t1是離心葉輪進口總密度，a_t1是進口滯止聲速，ε是總壓比，γ是絕熱指數；

8)計算完全匹配時離心葉輪阻塞喉口面積A_i隨流向位置的變化規律；所述的完全匹配時離心葉輪阻塞喉口面積A_i隨流向位置的變化規律的計算公式為：

式中，是設計的阻塞流量，ρ_t1是離心葉輪進口總密度，a_t1是進口滯止聲速，ε是總壓比，γ是絕熱指數，A_d是擴壓器阻塞喉口面積，A_i是離心葉輪阻塞喉口面積。

2.根據權利要求1所述的預旋進氣下離心葉輪與擴壓器匹配計算方法，其特征在于，步驟2)所述的歸一化的葉輪阻塞流量的計算公式如下：

式中，是葉輪阻塞流量，ρ_t1是離心葉輪進口總密度，a_t1是離心葉輪進口滯止聲速，A_i是離心葉輪阻塞喉口面積，γ是絕熱指數，M_w1是離心葉輪進口輪蓋相對馬赫數，β_1s是離心葉輪進口輪蓋相對軸向氣流角，α₁是離心葉輪進口預旋角；

Ω是一個由離心葉輪幾何決定的參數，定義為：

Mu是當地機器馬赫數，定義為：其中，u是離心葉輪阻塞截面的圓周速度，當地機器馬赫數Mu實質上表征了離心葉輪流向位置。

3.根據權利要求1所述的預旋進氣下離心葉輪與擴壓器匹配計算方法，其特征在于，步驟3)所述的歸一化的擴壓器阻塞流量的計算公式如下：

其中，是擴壓器阻塞流量，ρ_t1是離心葉輪進口總密度，a_t1是離心葉輪進口滯止聲速，A_d是擴壓器阻塞喉口面積，η是離心葉輪等熵效率，ε是總壓比，γ是絕熱指數。

4.根據權利要求1所述的預旋進氣下離心葉輪與擴壓器匹配計算方法，其特征在于，步驟6)所述的離心葉輪進口總密度ρ_t1和進口滯止聲速a_t1的計算公式分別為：

式中，p_t1是進口總壓，T_t1是進口總溫，R是氣體常數，γ是絕熱指數。