东北大学学报（自然科学版）

东北大学学报:自然科学版 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (7): 1011-1016.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2018.07.020

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离心压缩机进口可调导叶尾缘自诱导吹气数值研究

辛建池1,2， 王晓放1,2， 周路圣1,2， 杨树华1,3   

  1. (1. 大连理工大学 能源与动力学院， 辽宁 大连116024; 2. 大连理工大学 海洋能源利用与节能教育部重点实验室， 辽宁 大连116024; 3. 沈阳鼓风机集团股份有限公司， 辽宁 沈阳110000)
  • 收稿日期:2017-02-24 修回日期:2017-02-24 出版日期:2018-07-15 发布日期:2018-07-11
  • 通讯作者: 辛建池
  • 作者简介:辛建池(1988-)，男，辽宁沈阳人，大连理工大学博士研究生; 王晓放(1960-)，女，辽宁沈阳人，大连理工大学教授.冯明杰(1971-)， 男， 河南禹州人， 东北大学副教授; 王恩刚(1962-)， 男， 辽宁沈阳人， 东北大学教授，博士生导师.
  • 基金资助:
    国家重点研究发展计划项目(2016YFB0600104); 辽宁重大装备制造协同创新中心资助项目.国家自然科学基金资助项目(51171041).

Numerical Investigation of Adjustable Inlet Guide Vane with Trailing Edge′s Self-Induced Blowing in Compressors

XIN Jian-chi1,2， WANG Xiao-fang1,2， ZHOU Lu-sheng1,2， YANG Shu-hua1,3   

  1. 1. School of Energy and Power Engineering， Dalian University of Technology， Dalian 116024， China; 2. Key Laboratory of Ocean Energy Utilization and Energy Conservation， Dalian University of Technology， Dalian 116024， China; 3. Shenyang Blower Works Group Corporation， Shenyang 110000， China.
  • Received:2017-02-24 Revised:2017-02-24 Online:2018-07-15 Published:2018-07-11
  • Contact: WANG Xiao-fang
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摘要： 设计一种可进行尾缘自诱导吹气的可调导叶，减弱动静干涉效果，降低叶轮所受气动载荷，提高叶轮的安全性.该结构通过压差作用，调控导叶尾缘流动现象，补偿导叶的部分尾迹，并以某带有进口可调导叶的离心压缩机为例，采用数值方法予以验证.结果表明，在0°开度下结构内流动不明显.随着开度增加，壁面分离加大，在导叶的面上压差加大，使槽道内部自诱导流动加强.在较低增加叶根尾迹强度的条件下，改善了导叶中部、顶部尾迹分布形式，使纯尾迹减弱为弱尾迹，使叶轮气动载荷降低.同时无外部补气，自诱导结构对机组外特性几乎无影响.

关键词: 离心压缩机, 进口可调导叶, 自诱导, 气动载荷, 数值模拟

Abstract: A self-induced structure was designed for the trailing edge of the guide vane of a centrifugal compressor to reduce the impact of rotor-stator interaction and the aerodynamic load on the following impeller， which improved the safety of the impeller. Through the effect of pressure differences， the structure of the trailing edge of the guide vane regulated the flow phenomenon and the partial wake of the guide vane was compensated. Based on the numerical simulation， a centrifugal compressor with adjustable inlet guide vane was used as an example. The results showed that the self-induced flow in the guide vane is not remarkable at the 0 degree guide vane angle. With the increase of the guide vane angle， the wall separation flow and the pressure differences on the guide vane are increased， and the internal self-induced flow is strengthened. With small increase of wake intensity near the root， the wakes distribution at the middle and top is improved， i.e. the pure wake reduces to a weak wake， which further decreases the aerodynamic load on the impeller. Meanwhile， without any injection air， the self-induced structure has little influence on the compressor performance.

Key words: centrifugal compressor, adjustable inlet guide vane, self-induced, aerodynamic load, numerical simulation

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