蜗壳结构参数对离心式压气机性能的影响

燃气轮机离心压气机的设计与优化随着能源需求的不断增长，燃气轮机作为一种高效、节能的发电设备，受到了广泛的关注和应用。

其中，离心压气机是燃气轮机的核心部件之一，对燃气轮机的性能起着至关重要的作用。

本文将探讨燃气轮机离心压气机的设计与优化。

一、离心压气机的工作原理离心压气机是一种通过离心力使气体加速并增压的机械装置。

其工作原理如下：气体经过进气口进入离心压气机，然后被转子的离心力推向转子周围，同时通过转子的叶片加速，气体在叶片间产生压缩作用，最终达到所需的高压。

离心压气机的转子由多个叶片组成，叶片的形状和布局对其性能有着重要影响。

二、离心压气机的设计要点离心压气机的设计要点包括叶片尺寸、叶片数量、叶片形状以及离心机壳的结构等。

首先，叶片的尺寸决定了流量和压升的大小。

较小的叶片泵送气体的速度较快，但压升较小；较大的叶片泵送气体的速度较慢，但压升较大。

其次，叶片的数量对离心压气机的性能也有影响。

合理的叶片数量能够提高离心机的效率和排气能力。

此外，叶片的形状也是一个关键因素。

常见的叶片形状有直翼型、宽翼型和曲线翼型等。

不同的形状会影响气体流动的速度和流向，从而影响离心压气机的性能。

最后，离心机壳的结构对压气机的稳定性和流动损失也有一定影响。

合理设计离心机壳的进出口角度和形状可以减小流动损失，提高压气机的效率。

三、离心压气机的性能指标及优化方法离心压气机的性能指标主要包括压比、效率和气体流量。

压比指的是出口气体的总压力与进口气体的总压力之比。

效率是指离心压气机输入的机械功与输出的气体功之比。

气体流量则表示单位时间内通过压气机的气体体积。

离心压气机的设计目标是在给定的进口条件下，最大化压比和效率，同时满足所需的气体流量。

离心压气机的优化方法主要有以下几种：首先，可以通过改变叶片的形状和布局来改善离心机的性能。

例如，采用曲线翼型叶片可以提高离心机的效率和压比。

其次，可以通过增加叶片数量和合理设置叶片的进出口角度来改善离心机的性能。

Vol.62，2020,No.4Chinese Journal of Turbomachinery 叶轮与蜗壳的相对位置对离心风机性能的影响*詹婷军王军李艺铭肖千豪（华中科技大学）摘要：在原风机的基础上调整叶轮在蜗壳内的安放位置，采用正交试验方法，耦合叶轮在X轴，Y轴，Z轴三个方向上移动的距离为x，y，z三个因素，通过正交表确定试验方案。

利用Fluent数值模拟软件，对各方案风机内部三维流场进行数值模拟和对比分析。

研究结果表明，原风机叶轮安放位置不合适，使得蜗壳与叶轮的适配性较差，蜗壳流道内存在着较大的速度梯度，且二次流旋涡的强度较大。

叶轮位置经过调整后可以有效减小蜗壳流道内的速度梯度和二次流旋涡，风机在设计工况下的效率提高了1.26%。

关键词：离心风机；叶轮；蜗壳；相对位置；正交试验中图分类号：TH432；TK05文章编号：1006-8155-(2020)04-0011-05文献标志码：A DOI：10.16492/j.fjjs.2020.04.0002Influence of the Relative Position of Impeller and Volute on the Performance of Centrifugal FanTing-jun Zhan Jun Wang Yi-ming Li Qian-hao Xiao（Huazhong University of Science and Technology）Abstract：The placement of the impeller in the volute is adjusted on the basis of the original fan.The orthogonal test method is used to couple the three factors of the distance x,y,and z of the impeller moving in the three directions of X,Y,and Z,and the test scheme is determined by the orthogonal table.By using numerical simulation software fluent,the three-dimensional flow field inside the fan of each scheme is numerically simulated and compared and analyzed.The research results show that the impeller position of the primary fan is not suitable,which makes the poor adaptability of the volute and the impeller.There is a large velocity gradient in the volute passageway,and the intensity of the secondary flow vortex is large. After adjusting the impeller position,the velocity gradient and secondary flow vortex in the volute flow channel can be effectively reduced,and the efficiency of the fan under the design working condition is increased by1.26%.Keywords：Centrifugal Fan，Impeller，Volute，Relative Position，Orthogonal Test*基金项目：国家重点研发计划(No.2018YFB0606101)0引言离心风机应用广泛，其耗电量在工业生产中占了很大的比例[1]。