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离心压缩机的性能计算与优化方法研究离心压缩机是一种常见的流体机械设备，广泛应用于空调、供暖、冷冻和工业生产等领域。
在设计和运行离心压缩机时，性能的计算和优化至关重要。
本文将就离心压缩机的性能计算与优化方法展开研究，以期提供一些有益的指导和建议。
1. 离心压缩机的基本原理和流程离心压缩机是通过离心力将气体或气体与气体混合物的进气流动压缩，并通过出口将压缩气体排出。
其基本原理是离心力和动能转化，通过离心轮、导叶和转子等关键部件相互配合，实现气体的连续压缩。
离心压缩机的运行流程包括气体的吸入、入口导叶的调节、气体的离心压缩、排气口的打开和排气等。
这个流程需要合理的设计和操作，以保证离心压缩机的高效运行和性能。
2. 离心压缩机性能计算的基本参数离心压缩机的性能计算需要考虑多个参数，其中一些参数可以直接测量，而其他参数需要通过计算获得。
以下为离心压缩机性能计算的基本参数介绍：2.1 流量(Q)：指单位时间内通过离心压缩机的气体体积或质量。
2.2 压力比(Pi)：指离心压缩机出口压力与进口压力的比值。
2.3 转速(N)：指离心压缩机旋转的速度，通常以每分钟转数表示。
2.4 压气机效率(ηc)：指离心压缩机在压缩气体过程中的能量利用效率，可以通过测量输入功率和输出功率来计算。
2.5 空气流体属性：包括气体的密度、比热容和粘度等，这些参数对于性能计算和优化至关重要。
3. 离心压缩机性能计算方法离心压缩机的性能计算可以通过试验和理论计算两种方法来实现。
试验方法是通过实际操作离心压缩机并测量相应的参数来获取性能数据，而理论计算方法则是基于离心压缩机的设计参数和运行条件，通过建立数学模型来计算性能。
3.1 试验方法离心压缩机的试验方法是一种直接且可靠的性能计算手段。
通过在实际环境下进行离心压缩机的运行和测试，可以获得基本的性能参数。
试验方法可以通过流量计、压力计和温度计等传感器测量性能参数，并采用现场数据采集系统来记录和处理数据。
离心压缩机的流量调节范围一、进口导叶调节进口导叶调节是通过改变压缩机进口流体的流动方向和速度，从而改变压缩机的流量和压力的一种方法。
进口导叶的调节范围通常在90°到180°之间，可以实现对流量的大范围调节。
然而，进口导叶调节也存在一定的缺点，如导致流体在进口处产生较大的冲击和噪声，同时调节过程中流体的压力和温度也会发生变化。
二、出口导叶调节出口导叶调节是通过改变压缩机出口流体的流动方向和速度，从而改变压缩机的流量和压力的一种方法。
出口导叶的调节范围通常在0°到90°之间，可以实现对流量的小范围调节。
出口导叶调节的优点在于其对流体的压力和温度影响较小，同时调节过程中流体的流动状态也较为稳定。
然而，出口导叶调节也存在一定的缺点，如需要精确控制导叶的角度和位置，否则可能导致流体在出口处产生较大的冲击和噪声。
三、变频调节变频调节是通过改变压缩机的电机转速，从而改变压缩机的流量和压力的一种方法。
变频调节的范围较广，可以从零到最大流量进行连续调节。
变频调节的优点在于其对流体的压力和温度影响较小，同时可以实现无级调速，使得压缩机能够在不同的工况下运行更加稳定。
然而，变频调节也存在一定的缺点，如需要使用变频器等电力电子设备，导致成本较高。
四、气体旁路调节气体旁路调节是通过将一部分气体从压缩机出口处旁路回压缩机进口处，从而改变压缩机的流量和压力的一种方法。
气体旁路调节的范围较广，可以从零到最大流量进行连续调节。
气体旁路调节的优点在于其对流体的压力和温度影响较小，同时可以实现快速响应和灵活控制。
然而，气体旁路调节也存在一定的缺点，如需要精确控制旁路气体的流量和压力，否则可能导致压缩机运行不稳定。
五、液力耦合器调节液力耦合器调节是通过改变液力耦合器的输出转速，从而改变压缩机的流量和压力的一种方法。
液力耦合器调节的范围较广，可以从零到最大流量进行连续调节。
液力耦合器调节的优点在于其对流体的压力和温度影响较小，同时可以实现无级调速和灵活控制。
![动设备试题库[基础知识部分]](https://img.taocdn.com/s1/m/3e28bfc4c8d376eeaeaa3153.png)
动设备题库（基础知识部分）一、判断题1.润滑就是通过润滑剂的作用，将摩擦体用润滑剂的液体层或润滑剂中的某些分子形成的表面膜将摩擦体的表面隔开或部分隔开。
（√）2.设备润滑常用的润滑剂是润滑油和润滑脂。
（√）3.润滑油油品的粘度随温度变化的特性称为粘温特性。
（√）4.载荷大，应选用粘度大、油性或极压性良好的润滑油。
（√）5.轴承一般分为滑动轴承和滚动轴承两大类。
（√）6.按照GB/T 3215-2007的要求，泵工作时，轴承温度温升不得超过环境温度40℃，最高不得超过80℃。
（√）7.止推轴承的作用是承受转子的径向力，并保持转子与定子元件间的轴向间隙。
（× )8.迷宫式密封间隙越小，密封齿数越多，其密封效果就会越好。
（×）9.干气密封是一种非接触轴封。
（√）10.在单端面机械密封中，只有动环与静环的贴合面为动密封，其余均为静密封。
（√）11.填料密封是通过依靠填料和轴（或轴套）的外圆表面接触来实现的。
（√）12.硬度的表述方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度(HRC)、维氏硬度(HV)。
（√）13.钢是含碳量高于2.11%的铁碳合金。
（× )14.钢材变形矫正的基本方法有加热矫正和机械加工矫正两种。
（× )15.不锈钢是指含Cr量大于等于13%，在大气中不易锈蚀的合金钢。
（√）16.金属结构的连接方法一般有焊接、铆接、螺栓连接、铆焊混合连接四种。
（√）17.一般来讲，钢的含碳量越高，淬火后越硬。
（√）18.装配的三要素定位、支撑、夹紧。
（√）19.转子的不平衡是绝对的，是无法消除的。
（√）20.刚性轴是工作转速小于第一临界转速的轴称为刚性轴｡（√）21.键的主要用途是定位。
（×）22.静电接地目的是将设备或管道等金属导体与大地进行电气上的连接,使金属导体的电位接近大地的电位。
（√）23.在拧紧成组紧固螺栓时，应对称循环拧紧。
（√）24.最常用的无损检测主要有五种：超声检测 UT（Ultrasonic Testing）、射线检测 RT（Radiographic Testing）、磁粉检测 MT（Magnetic particle Testing）、渗透检测PT（Penetrant Testing）、涡流检测 ET（Eddy current Testing）。
进口导叶调节风量原理
进口导叶调节风量原理具体内容是什么，下面本店铺为大家解答。
当导叶安装角θ=0°时，导叶对进口气流基本上无作用，气流将以径向流入叶轮叶片。
当θ>0°时，进口导叶将使气流进口的绝对速度沿圆周速度方向偏转θ角，同时对气流进口的速度有一定的节流作用，这种预旋和节流作用将导致风机性能曲线下降，从而使运行工况点变化，实现风机流量调节。
进口导叶调节的节能原理。
当进口导叶安装角由θ1=0°增大为θ2或θ3时，运行工况点由M1移至M2或M3；流量由Q1减小至Q2或Q3；轴功率由P′1减少至P′2或P′3.用剖面线表示的面积为进口导叶比节流调节节省的功率。
在本工程中，曝气池深度是固定的，鼓风机在保持出口压力恒定条件下，进行流量调节，即H=常量，Q=变量时，管网的特性曲线近似于水平直线，鼓风机采用进口导叶调节，不必借助于改变管网特性曲线，可通过改变导叶的开闭角度，使风机的压力-流量性能曲线改变，流量的变化是通过将工况点移动到新的改变了的风机特性曲线上的方法实现的。
离心风机采用进口导叶调节方式，在部分负荷运行时可获得高效率和较宽的性能范围，在保持出口压力恒定条件下，工作流量可在50%～100%额定流量范围内变化。
调节深度愈大、省功愈多。
如流量
减少到额定流量的60%时，进口导叶方式比进口节流方式节省功率达17%之多。
此外，其结构相对简单，运行可靠，维护管理方便，初期投资低。
因此，本工程中鼓风机采用进口导叶调节流量，显然是最佳调节方式。
离心压缩机变频调速系统的设计发布时间：2022-11-30T03:23:08.220Z 来源：《中国科技信息》2022年15期第8月作者：庞佳璇[导读] 在国民经济许多领域，特别是在石油、化工、冶金、制冷、食品、制药、发酵、动力、空分等行业中，庞佳璇沈阳鼓风机集团股份有限公司，辽宁沈阳110000 中文摘要：在国民经济许多领域，特别是在石油、化工、冶金、制冷、食品、制药、发酵、动力、空分等行业中，离心压缩机得到了广泛的应用，是生产过程中的关键设备，用来增压并输送各种工艺气体或混合气体。
随着我国石油化工工业的飞速发展，对离心压缩机组多工况、变转速控制的要求也越来越高，并且绿色节能也显得尤为重要。
关键词：离心压缩机；变转速控制1 离心式压缩机和管网的联合运行改变压缩机运行工况是由压缩机本身（驱动机根据压缩机的需要随时与之相适应）和管网性能共同决定的，因此，压缩机的调节方法原则上讲既可以借助改变压缩机的特性线，又可以借助改变管网的特性线或者两者同时改变来实现。
2 离心式压缩机的调节方法压缩机与管网系统联合工作时，一般要求平衡工作点就是压缩机的设计工况点。
但是在实际运转中，由于用户的要求可能有变动，例如要求气体的流量或者压力有所增减，这时就需要改变压缩机的性能曲线，移动工作点。
这种改变压缩机或管网性能曲线的位置，以适应新的工作要求的方法就叫做调节。
根据用户的要求不同，按调节的任务可分为：（1）等压力调节：改变压缩机的流量而压力保持不变（2）等流量调节：改变压缩机的压力而流量保持不变（3）比例调节：保证压力比例不变，或保证所压送的两种气体的体积流量百分比不变。
离心式压缩机调节的方法一般有下列几种：（1）压缩机出口节流（2）压缩机进口节流（3）采用可转动的进口导叶（4）采用可转动的扩压器叶片（5）改变压缩机转速目前大型离心式压缩机都采用汽轮机或者变频电机拖动，这样就可以很方便地满足转速改变的要求。
（1）改变压缩机转速的调节方法，经济性最好，调节范围宽。
Numerical Study on Performance Adjustment of Inlet GuideVanes on Mixed-flow Impeller Stage *Jia-yi Yu 1,2Yong Zhang 1,2Ting-bin Li 3Su-ping Wen 1Guang Xi 1Zhi-gang Qi 2(1.Xi'an Jiaotong University;2.Shengu Group Co.,Ltd.;3.HuaLu Engineering &Technology Co.,Ltd.)Abstract：The influence and adjustment characteristics of two different profile inlet guide vanes with different opening on the gas flow in the mixed-flow stage with super-large flow coefficient are studied numerically.The performance curves of the coupling of inlet guide vane and mixed-flow impeller under different guide vane opening are predicted.The results show that the inlet guide vanes can effectively expand the adjustment range,enabling the mixed-flow compressor to operate within a wider working range.The opening and profile of the guide vane will affect the aerodynamic performance of the mixed-flow impeller.The increase of the opening will increase the non-uniformity of the gas flow.When the opening increases to a certain extent,the adjustment capacity of the inlet guide vane will become worse,which will have a negative impact on the aerodynamic performance of the mixed-flow impeller.Keywords：Variable Inlet Guide Vanes；Numerical Simulation；Mixed-flow Stage；Numerical Study；Mixed-flow Impeller摘要：针对两种不同翼型的进口导叶，数值研究了导叶在不同开度下对超大流量系数斜流级内部气体流动的影响和调节特性，并预测了进口导叶与斜流叶轮耦合在不同导叶开度下的性能曲线。
一、实训背景随着我国经济的快速发展，能源需求日益增长，节能减排成为国家战略。
离心式压缩机作为一种高效、节能的流体输送设备，在石油、化工、冶金、电力等行业中有着广泛的应用。
为了提高学生对离心式压缩机性能的深入理解，提高学生的实际操作能力，本次实训采用仿真软件对离心式压缩机进行建模与仿真分析。
二、实训目的1. 理解离心式压缩机的工作原理和结构特点；2. 掌握离心式压缩机性能参数的影响因素；3. 利用仿真软件对离心式压缩机进行建模与仿真分析；4. 提高学生的实际操作能力和创新思维。
三、实训内容1. 离心式压缩机原理及结构离心式压缩机是一种通过叶轮高速旋转，将气体从进口吸入，并在叶轮出口产生压力的流体输送设备。
其主要结构包括：进口导叶、叶轮、扩压器、出口导叶、轴承、轴封等。
2. 离心式压缩机性能参数离心式压缩机性能参数主要包括：流量、压力、效率、功率、比功等。
其中，流量和压力是衡量压缩机性能的重要指标。
3. 仿真软件介绍本次实训采用的仿真软件为ANSYS CFX，该软件是一款功能强大的流体力学仿真软件，可以模拟流体在复杂几何形状中的流动和传热过程。
4. 建模与仿真分析（1）建模首先，根据离心式压缩机的结构特点，建立其三维模型。
在建模过程中，注意叶轮、扩压器、进口导叶、出口导叶等部件的几何尺寸和结构形状。
（2）网格划分对建立的三维模型进行网格划分，网格质量对仿真结果的准确性有很大影响。
本次实训采用六面体网格进行划分。
（3）边界条件设置设置进口和出口的边界条件，包括流量、压力、温度等参数。
（4）仿真分析运行仿真软件，对离心式压缩机进行性能分析。
分析内容包括：流量、压力、效率、功率、比功等参数。
四、实训结果与分析1. 离心式压缩机性能曲线通过对仿真结果的分析，绘制了离心式压缩机的流量-压力曲线、效率-流量曲线等性能曲线。
结果表明，随着流量的增加，压力和效率逐渐降低。
2. 影响因素分析（1）叶轮结构：叶轮是离心式压缩机中最重要的部件，其结构对压缩机的性能有很大影响。
阐述离心式压缩机与汽轮机的调节方式本文介绍了透平式流体机械中离心式压缩机和汽轮机的工作原理，并说明了它们各自的调节方式，分析了各种调节方式采用的原理以及它们各自的优缺点，通过将这两种不同种类别流体机械的调节方式进行对比，发现它们的相同之处在于离心式压缩机和汽轮机均可采用入口节流调节，而其它调节方式则因它们工作原理和结构的不同而存在差异。
离心式压缩机和汽轮机广泛应用于我們的生产生活中，汽轮机是将流体能量转换为机械能的原动机，离心式压缩机是将机械能转变成流体能量的工作机，而它们工作时的工况并不是恒定的，这就需要对其进行调节。
本文分别介绍了这两种不同类别流体机械在变工况下的调节方式，并将两种流体机械的调节方式进行了对比，分析总结了它们的异同以及它们调节方式存在差异的原因。
标签：离心式压缩机；汽轮机；调节方式；异同流体机械是以流体为工质进行能量交换的机械，包括把流体能量转换为机械能而输出轴功率的原动机和将机械能转变成流体能量的工作机，在轻工行业、化工行业等多种行业都得到广泛应用。
本文介紹了流体机械中的两种透平机械的调节方式，分析这两种流体机械调节方式的基础是理解它们的本质区别，即汽轮机属于原动机，离心式压缩机属于工作机。
其次，离心式压缩机的调节指的是调节背压或者流量从而使其在设计工况附近工作，汽轮机的调节指的是调节进入汽轮机的蒸汽量或者改变蒸汽在汽轮机中的焓降从而改变汽轮机的出力，使其与外界负荷相适应。
1、汽轮机调节方式汽轮机的功率方程如下：pel=DΔHtηa，el[]3600（1）其中：pel为汽轮机功率，D为蒸汽量，ηa，el为绝对电效率。
为了保证机组出力与用户所需的功率相适应，由汽轮机的功率方程可以看出，通过调节进入汽轮机的蒸汽量或者改变蒸汽在汽轮机中的焓降从而改变汽轮机的出力，或者同时采用这两种方式。
汽轮机常用的调节方式有节流调节、喷嘴调节、滑压调节，还有一种较少使用的旁通调节。
喷嘴调节和节流调节是目前汽轮机调节的主要方式[3]。
离心压缩机的调节方法1、变转速调节采用变转速调节方法可以使得工况变动时，效率的变化不大，并且机器的机构不要求具有可变动部件。
因此它具有运行经济性高、制造简便、构造较简单的优点。
但是采用变转速调节时，压缩机的工作区域受机器最大转速及喘振区的限制，而且因为这种调节方法需要用可变速的原动机，因此这种调节方法还未普遍被采用。
2、转动入口导叶角度的调节转动叶片的调节包括进口导流器、叶片扩压器及工作叶片可转动的调节。
采用转动叶片调节大大地扩大了压缩机的工作范围，并且在运行经济性上可以与变转速调节相接近，而它的喘振区域要比变转速调节时小，也就是说在流量小的时候用这种调节方法可以比转速调节时得到更高的能量头。
采用这种调节方法的唯一缺点是，由于有可转动的元件，使机器的构造复杂。
但是，由于它可用于原动机不变的机器，并且这种调节方法本身也有较大的优点，因此，虽然结构上比变转速调节复杂，但随着调节构造的不断改进与简化，将广泛地用于压缩机调节。
3、进气节流采用进气节流调节时，在压缩机进气端装1个节流阀门。
从运转经济性来看，它比转速调节和叶片转动调节要低。
但是采用这种调节方法，可以在不需要变速，也不需要转动压缩机叶片的情况下，满足工况变动时的要求。
由于构造简单，成本低，调节简单，而且在吸气调节时比上述两种调节方法具有较小的喘振区，因此在一般电机拖动的压缩机中应用得较广。
4、排气端节流调节这种调节方法实际上只是相当于改变管网的特性曲线，而对压缩机供给特性曲线没有影响。
出气节流所带来的损失将使整个装置的效率大大降低，因此这种调节方法最不经济。
而且喘振界限仍然为压缩机原来的喘振点，故一般都不用它作为压缩机的正常调节。
5、放气调节，离心压缩机所用的放气调节多为排气管旁通管路调节。
如果用户要求输气量在较大范围内变动，而压力变动较小，而且所需气量小于机器本身喘振时的流量时，用变转速或进气节流调节显然是不合适的。
这时为了满足工况要求，可采用在压缩机的排气端开启旁路阀，使多余一部分气体排至大气或回到吸气管的方法进行调节。
离心通风机常用调节方法及经济性比较作者：宋佩玉来源：《科学与财富》2015年第26期摘要：当前我国的能源消耗量在不断的提升，其中电能生产消耗就达到了15%-25%，所以在这一过程中不断的提升能源的使用效率也就成了非常重要的一个环节，它能够很好的节约能源。
而在这一过程中合理的使用调解方法对减少电能消耗是十分关键的。
本文主要分析了离心通风机常用调节方法及经济性比较，以供参考和借鉴。
关键词：离心通风机；调解方法；经济性通风机在设计的过程中，其参数可能会有一定的变化范围，管网在运行当中的特性也会产生非常大的变化，这样也就使得通风机在使用的过程中需要采取有效的措施做好工况调节工作。
如果在这一过程中所选的调节方式并不是十分的有效和恰当，就可能会使得通风机的效率得不到有效的提升，因此在使用的过程中，采用合理的调节方式可以有效的提升风机运行的质量和效率。
1 离心通风机常用的调节方法及特点1.1 离心通风机进口导叶调节（D式）或进口挡板调节（F式）D式和F式主要是对导叶片或挡板的开度进行适当的调整，这样可以十分有效的对通风机自身的性能加以控制和处理，也就可以充分的改善通风机自身的通风性，从而也可以更加有效的顺应相关工艺流程对于压力和流量的需求。
由图1可看出，某离心通风机调节角度从-15°～60°的性能曲线，M为管网特性曲线，当调节门全开（调节角度为0°）时，为工况点l，工况参数为Q1、p1。
为满足工艺流程对流量或压力的要求，需逐渐关闭调节门，此时通风机的性能曲线随之变化，当调节门调节到角度约45°时，通风机性能曲线与管网特性曲线交于2点，该工况点的工况参数为Q2、p2。
进口导叶调节方式在对叶片的角度进行调节的过程中主要是能够发挥其调整风量的功能，同时其还可以适当的改变叶轮进口预旋的导叶整流的作用。
而进口挡板调节方式在对调节门挡板的角度进行适当调整的时候一般情况下能够发挥比较明显的节流作用。
离心压缩机可调进口导叶研究综述-离心风机可调进口导叶研究离心压缩机可调进口导叶研究综述谭佳健毛义军祁大同/西安交通大学能源与动力工程学院王锐王学军/ 沈阳鼓风机(集团)有限公司摘要：综述了国内外对离心式压缩机可调进口导叶的研究状况，概括性地分类介绍了目前研究热点中取得的成绩和面临的问题，并对相关问题进行了探讨。
关键词：离心式压缩机可调进口导叶综述中图分类号：TH452 文献标识码：A文章编号：1006-8155（2006）03-0044-06 Research Overview on Adjustable Inlet Guide Vane for Centrifugal Compressor Abstract: The domestic and oversea research state of inlet guide vane of centrifugal compressor is summarized, the development and problems in research are introduced briefly, and the relative problems are discussed.Key words: Centrifugal compressor Adjustable inlet guide vane Overview1 引言大多数离心式压缩机在实际运行时都是在一定工况范围内工作，仅在一个工况点运行的情况较少。
所以，除提高设计点的效率之外，提高离心式压缩机的调节性能也是节约能源的有效途径之一。
离心式压缩机常用的调节方法有进出口节流、可调进口导叶调节、可调叶片扩压器调节和变转速调节等。
其中，可调进口导叶(variable inlet guide vanes, 简称VIGV) 调节是通过改变叶轮进口导叶的安装角从而改变气流预旋的调节方法。
与变转速调节相比，这种调节方式虽然效率较低，但在某些方面有自己的特色，如：系统结构相对比较简单，可以在不停车的条件下进行调节，利用伺服机构还可实现自动化。
因此，具有广阔的应用前景与研究价值。
可调进口导叶在20世纪50年代初就已经用于风机调节[1]，到80年代后期，国外对离心式压缩机可调进口导叶开始了比较全面的理论和试验研究，取得了较大的进步。
而国内的研究普遍要晚于国外，总体水平与国外尚有一定差距。
目前，国内外学者对离心式压缩机可调进口导叶的研究主要集中在可调进口导叶的调节性能、相关结构参数对导叶性能的影响、可调进口导叶与叶轮非定常相干作用、可调进口导叶的常见故障及处理等方面。
2 可调进口导叶的调节性能通常，评价可调进口导叶性能的主要标准有两个：一是调节范围的大小；二是调节效率的高低。
调节效率是指整个调节范围内或某一规定调节范围内的平均效率。
2.1 调节范围西安交通大学空气动力实验室曾对一个离心式压缩机级进行了进气预旋试验，得出了预旋角分别为,21-o,17-o,0o,10+o时的级性能曲线。
试验表明，当正预旋增加时，thh下降，能量头曲线()fψϕ=就向左下方移动；当负预旋增大时，thh增大，能量头曲线()fψϕ=就向右上方移动，从而使稳定工况范围扩大[2]。
Williams进行了压比为1.7的过程压缩机的试验，在60+o的进口预旋角下，测得喘振线往小流量方向移动，压缩机的稳定工况范围扩大[3]。
随后，Rodgers对压比为5的小型燃气透平压气机试验表明，在40+o 的进口预旋角下，喘振线同样往小流量方向移动，稳定工况范围也得到了扩大[4]。
Yuji Iwakiri [5]对带可调进口导叶的小型离心式压缩机的性能进行了三维CFD研究，并且针对不同的可调进口导叶安装角，用试验验证了安装角分别为0o，12 +o ，24+o，36+o，48+o，60+o时，喘振流量随可调进口导叶安装角的增大而减小，与无预旋流动相比最大可减小14%。
2.2 调节效率理想的可调进口导叶不仅仅需要有较宽的调节范围，还要求有较高的效率，即较低的损失。
从其调节原理来看，它既有预旋效应，又有节流效应。
当压缩机负荷变化不大即导叶安装角较小时，预旋效应占主导地位，如果导叶叶型设计较好，具有良好的气动性能，这样其产生的损失就较小。
西安交通大学空气动力实验室的进气预旋试验还表明，在导叶安装角较小的调节范围内(26-o～10+o)，与无预旋相比，最高级效率值变化并不大，效率曲线的形状及平坦程度也相差无几，具有较高的调节效率。
而当负荷变化大，即导叶安装角较大时，节流效应占主导地位，这时就同节流调节一样，调节效率就较低。
另外，当导叶安装角较大时，在可调进口导叶的前缘会产生较大的冲击损失，且气流通过导叶产生预旋后，气流方向与叶轮叶片进口安装角不一致，也会产生冲击损失，导致效率降低。
值得指出的是，采用可调进口导叶负预旋调节时，理论上可以提高离心式压缩机的压力和流量，但却能导致叶轮进口气流相对速度的马赫数增大，从而增大损失。
因此，采用负预旋调节时，调节范围应有一定的限度[6，7]。
3 结构参数对可调进口导叶性能的影响3.1 通道几何形状对性能的影响3.1.1 柱状环形通道Swain[8]使用Dawes CFD程序BTOB3D实现了对可调进口导叶柱状环形通道性能的数值研究，但其忽略了在不同导叶安装角下叶顶间隙的变化和内壁的影响，随后Coppinger和Swain使用CFX(a)叶顶附近的速度矢量(b)叶根附近的速度矢量图1TASC-flow 进行数值分析得到了比较准确的结果，指出可调进口导叶系统柱状环形通道的3个不利之处[9]。
（1）在导叶安装角较大时，进气通道中心存在一个明显的泄漏区域，这个区域将会导致产生轴向射流。
（2）在中等导叶安装角(30o～60o)时，叶顶处打开了一个间隙区域，这个间隙导致损失增大。
（3）在导叶安装角较大时，气流通过导流叶片时会出现很大的压降，而在叶顶相对其转轴是悬臂的，这将导致叶片承受较大的弯矩。
图1表示了柱状环形通道可调进口导叶在安装角为30+o时的导叶叶顶和叶根附近的速度矢量图。
3.1.2 球状环形通道 为改进柱状环形通道的性能，Swain 采用了球状环形通道来减少导叶叶顶、叶根附近的叶片间隙。
从图2中通道几何形状的比较可以看出，利用球状环形通道内壁面配合叶顶和叶根为圆弧形状的导叶后，可以明显减少导叶叶顶、叶根附近的叶片间隙，并且对于任何导叶安装角时叶顶、叶根附近的叶片间隙都恒定不变。
图3为球状环形通道可调进口导叶系统在叶片安装角为30+o时叶顶和叶根附近的速度矢量图。
Swain 研究指出[8]，与柱状环形通道设计相比，这种新型叶片和通道可使气流通过VIGV 系统时的总压损失明显减少。
3.1.3 圆锥形通道 球状环形通道内壁面配合叶顶和叶根为圆弧形状的导叶，可以最小化在所有安装角时的叶片间隙，但是它在叶轮进口之前产生了一个弯曲通道截面。
(a) 柱状环形通道 (b)球状环形通道 图2 柱状和球状环形VIGV 通道截面的比较图4子午面视图中出现的分离团正是由于这个弯曲通道截面，从而导致了边界层分离。
Coppinger 和Swain [9]经CFD 分析后，尝试用叶顶处为圆锥形的内壁面来代替球状环形通道内壁面从而消除分离团和减少通道损失，如图5。
经试验证实，在叶顶处采用圆锥形的内壁面后分离团的确减少了，但是并不能减少导叶系统损失。
3.2 导叶叶型对性能的影响3.2.1 平板叶片Swain 使用BTOB3D 测试了节弦比为1的13个平板叶片，其安装角范围为20-o～90+o。
CFD 测试结果如图6。
可以看出，流面速度矢量分布有了明显的改进，但是在导叶安装角约为60o时，叶片吸力面上分离团有所发展，分离团的发展恶化了流动性能，并且导致了在导叶安装角较大时系统总损失增大。
3.2.2 组合叶片为了最小化叶片吸力面上的分离，从而减少相关的压力损失，必须减小导叶安装角图6 叶顶附近的速度矢量分布（60+o 安装角时）图8 叶顶附近的速度矢量分布（60+o 安装角时）图3 (a)叶顶附近的速度矢量（球状环形通道及VIGV 安装角为30+o）(b)叶根附近的速度矢量（球状环形通道及VIGV 安装角为30+o）图4 球状环形通道内壁面引起的分离 图5 圆锥形和球状通道截面几何形状较大时产生的冲角。
Coppinger和Swain[9]提出了使用组合叶片(Tandem Vane)，其叶片前缘保持与轴向进口流动一致并且尾缘可以关于前缘转动，所以这种叶型在所有安装角下均可获得小冲角，如图7。
组合叶片速度矢量图如图8所示，与图6平板叶片的速度矢量图比较可以看出，在叶顶附近叶片吸力面上的分离团几乎完全消除，气动性能也有了明显的改善。
Coppinger和Swain也通过试验证实了其CFD预测结果。
3．3 导叶装置直径及叶轮进出口直径比对性能的影响离心式压缩机可调进口导叶装置调节效率的高低，主要取决于可调进口导叶装置的结构型式和压缩机的结构特征。
在此主要介绍了可调进口导叶装置的直径和叶轮进出口直径比的影响。
可调进口导叶装置的直径一般都选用大于或等于叶轮的进口直径，虽然当大于叶轮进口直径1D时，压缩机效率并没有很大的提高，但是可以明显地扩大调节范围。
文献[7]指出，试验中把可调进口导叶装置的直径从11.0D逐渐增大到11.4D时，调节范围和效率都有比较明显地增大。
但是如果再继续增大其直径，将会影响其基本尺寸和制造成本。
文献[10]指出，叶轮的结构尺寸对可调进口导叶的调节效率也有很大的影响，其中叶轮进出口直径比12D D对可调进口导叶调节效果的影响最大，一般来说，12D D越大，调节效果越明显。
在文献[6]中给出了原因，由欧拉方程作一定的转换可得221212211222211cot urth u ucc Dh c u c u uu D uβ⎡⎤⎛⎫⎢⎥=-=-- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦(1)由式(1)看出，12D D为平方项，所以当12D D大时，预旋的影响明显，调节的有效范围也就大。
3.4 导叶与叶轮轴向间距及其叶片图7 组合叶片（60+o安装角时）数的匹配对性能的影响文献[11]概括地指出，处于上游物体气流尾迹中的动叶片，承受着变化的气动载荷，而气动载荷变化的大小与尾迹衰减速率有关。
当上游物体为流线型时，其衰减程度将取决于进口处气流的紊流度、相对栅距以及至下游动叶之间距。
在稳定的入流条件下，叶轮与诱发尾迹的上游支承物后缘之间距至少应等于该支承物弦长的12，此距离不会改变压缩机的压升。
然而对于紊乱的入流条件，此间距甚至可增至弦长的一倍。
从目前掌握的资料来看，在此方面的研究主要集中在轴流式压缩机上，Johnston和Fleeter通过某轴流式压缩机级进行了一系列试验测得了可调进口导叶出口马赫数为0.29及叶轮进口相对马赫数为0.6时，导叶和叶轮的轴向间距与叶轮叶片弦长之比分别为0.68，0.93，1.18时，导叶尾迹区的压力场和速度场，并指出在比值为0.68时，可以明显的减小尾迹区[12]。
