斜流壓縮機(jī)級動(dòng)_靜葉片造型方法的比較

1、設(shè)計(jì)計(jì)算斜流壓縮機(jī)級動(dòng)、靜葉片造型方法的比較華中理工大學(xué) 王 利 吳克啟摘 要 對斜流壓縮機(jī)級動(dòng)、靜葉片的兩種造型方法,即NAC A SP-36法和圖線法進(jìn)行了比較。結(jié)果表明,對于靜葉,當(dāng)弦節(jié)比在 1 5兩區(qū)域時(shí),均可采用SP -36法,而對于動(dòng)葉,則應(yīng)按一般的圖線法進(jìn)行葉型選定與設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞 斜流壓縮機(jī) 動(dòng)葉 靜葉 造型方法1 問題的提出斜流壓縮機(jī)葉片的準(zhǔn)三元設(shè)計(jì),首先根據(jù)假想等價(jià)速度三角形1,應(yīng)用NAC A葉柵資料在映象面上選定葉型彎度C10和沖角 并計(jì)算出葉片安裝角 。斜流葉輪因流面傾斜及軸流速度變化對葉型的影響,將選定葉型作為第一次計(jì)算值,用Schlichting奇點(diǎn)法從理論上加以修正

2、,以得到滿足設(shè)計(jì)要求的葉型。其中C10及 的選取占有重要的地位。一般當(dāng)弦節(jié)比 1 5時(shí)采用NAC A SP-36方法2,當(dāng)弦節(jié)比 1 5時(shí)采用減速葉柵資料提供的圖線法3。NAC A SP-36方法是否能用于 1 5的情況呢?本研究針對此問題,通過兩種方法斜流壓縮機(jī)級動(dòng)、靜葉片的計(jì)算比較,進(jìn)行了探討。2 算例基本參數(shù)(1基本翼:NACA-65翼型(2設(shè)計(jì)條件:全壓系數(shù) =0.35;流量系數(shù) =0.21;轉(zhuǎn)速n=1800r/min;動(dòng)葉出口直徑D2= 0.4;動(dòng)葉輪轂傾角:45 ;動(dòng)葉輪蓋傾角:25 ;氣體絕熱指數(shù)K=1.4;氣體常數(shù)R=287.1J/kg K;進(jìn)口滯止壓力P N=1.0125 1

3、05Pa,進(jìn)口滯止溫度T N= 293.16K。(3選型參數(shù):按照準(zhǔn)三元設(shè)計(jì)方法,由子午面與回轉(zhuǎn)面的耦合計(jì)算得到動(dòng)靜葉的選型參數(shù)為:弦節(jié)比 、映象面葉柵進(jìn)口氣流角 1、氣流折轉(zhuǎn)角 。3 計(jì)算結(jié)果與比較3 1 C10、 *的選定及計(jì)算3 1 1 NAC A減速葉柵資料提供的圖線法由 1、 、 從文獻(xiàn)3附圖( 、( 查得C10,設(shè)計(jì)沖角 *后,由下式?jīng)Q定葉片安裝角 : = 1- *(13 1 2 NAC A65SP-36方法(Lieblein方法(1從文獻(xiàn)2附圖( 查得修正系數(shù)(k it、(k t、翼厚比為0 1時(shí)入射角(i010、偏差角( 010、入射角系數(shù)n、偏差角系數(shù)m。(2計(jì)算NAC A-

4、65翼型當(dāng)量中心角 c:c=-i0+ 01+n-m(2其中 i0=(k it(i0100=(k t( 010(3(3對應(yīng)彎度C10:C10=tan( c/4/0.1104(4(4設(shè)計(jì)沖角 1和安裝角 :1=i0=n c+ c/2(5= 1- 1(6兩種方法的子程序框圖如圖1所示。13第27卷 第10期 流 體 機(jī) 械 收稿日期:1999 06 07YN10SP-36法計(jì)算C 和10查圖得C 并計(jì)算出 10葉型修正,計(jì)算修正后的C 和葉型坐標(biāo)計(jì)算(b動(dòng)葉輸出1輸入: , ,(a 靜葉輸出葉型坐標(biāo)計(jì)算10SP-36法計(jì)算C 和10查圖得C 并計(jì)算出1.51輸入: , , 開始開始圖1 子程序流程N(yùn)

5、ACA-65葉柵資料圖線法;- NACH SP-36 方法圖2 彎度和葉片安裝角比較NACA-65葉柵資料圖線法;-NACA SP-36 方法圖3 動(dòng)靜葉特征截面與三維造型MACA-65葉柵資料圖線法;-N ACA SP-36方法14流 體 機(jī) 械 1999年10月有關(guān)圖表已輸入計(jì)算機(jī),所有計(jì)算及查圖工作由所編制的程序軟件自動(dòng)完成。3 2 結(jié)果比較(1動(dòng)、靜葉彎度和葉片安裝角靜葉用兩種方法計(jì)算結(jié)果相差不大,動(dòng)葉用NACA SP-36方法計(jì)算的結(jié)果與圖線法比較有明顯差異,結(jié)果見圖2。(2動(dòng)靜葉特征截面與三維造型(見圖3。4 結(jié)論比較表明,對于靜葉,用NAC A SP-36法得出的C10比一般方法

6、(圖線法約大3%左右,葉型坐標(biāo)差別不超過0 5%,而動(dòng)葉用NACA SP-36法得出的C10比一般方法小7%左右,坐標(biāo)相差約6%。然而,彎度C10體現(xiàn)了升力系數(shù)的大小,C10越小,升力系數(shù)越小,將導(dǎo)致升壓不足而影響整臺(tái)機(jī)器的性能。本文認(rèn)為,在設(shè)計(jì)過程中,C10與 取決于 1、 與 ,而對于動(dòng)葉,除了初定C10的偏差外,還包括翼型修正時(shí)迭代的誤差,這就導(dǎo)致兩種方法的結(jié)果相差較大。由此可見,對于靜葉,當(dāng)弦節(jié)比在 1 5兩區(qū)域時(shí),均可采用SP-36的方法來代替一般的圖線法,該結(jié)論對于設(shè)計(jì)計(jì)算極為方便。而對于動(dòng)葉,則不可以簡單的用NAC A SP-36法計(jì)算,應(yīng)按文獻(xiàn)3的一般方法進(jìn)行葉型選定與設(shè)計(jì)。參

7、考文 獻(xiàn)王利 430074武漢市華中理工大學(xué)動(dòng)力工程系管路背壓與泵/風(fēng)機(jī)的變速工況確定和變速節(jié)能武漢冶金科技大學(xué) 符永正摘 要 指出了管路系統(tǒng)在有無背壓情況下泵/風(fēng)機(jī)變速工況確定方法上的不同。并通過一個(gè)計(jì)算實(shí)例分析了管路背壓對泵/風(fēng)機(jī)變速調(diào)節(jié)節(jié)能效益的影響。關(guān)鍵詞 泵與風(fēng)機(jī) 變速調(diào)節(jié) 相似工況 背壓 節(jié)能1 序言輸送流體的管路系統(tǒng),按流體通過泵/風(fēng)機(jī)的能量增值所發(fā)揮的作用可分為兩類:(1無背壓系統(tǒng):即流體通過泵/風(fēng)機(jī)的能量增值全部用于克服管路阻力的系統(tǒng),如通風(fēng)系統(tǒng)、空調(diào)冷凍水系統(tǒng)、熱水采暖系統(tǒng)及其它液體閉式循環(huán)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的管路特性曲線為H=SQ2。(2有背壓系統(tǒng):即流體通過泵/風(fēng)機(jī)的能量增值,一部份用于克服管路阻力,另一部分用于提升流體勢能(包括位能和壓力能的系統(tǒng),如高塔供水系統(tǒng)、高層建筑供水系統(tǒng)、鍋爐及壓力容器非循環(huán)式供水系統(tǒng)等。這種系統(tǒng)的管路特性曲線方程為H=H0+SQ2(式中Q為流量;H對于泵為揚(yáng)程,對于風(fēng)機(jī)為壓頭;S為阻力系數(shù);H0為背壓,即流體通過系統(tǒng)的勢能提升。對于無背壓系統(tǒng),泵/風(fēng)機(jī)變速前后是相似工況,因而可以用相似律進(jìn)行變速前后的參數(shù)換算。對于有背壓系統(tǒng),泵/風(fēng)機(jī)變速前后工況不相似,不能應(yīng)用相似律。這一點(diǎn)在確定泵/風(fēng)機(jī)的變速工況時(shí)是需要注意的。泵/風(fēng)機(jī)變速調(diào)節(jié)的節(jié)能效益與管路系統(tǒng)有