综述了目前国内外离心叶轮反问题气动设计评价现状与局限性,结合工程实际,从反问题气动计算设计过程自然形成的速度场与求解出的叶轮几何参数出发,开展二维不可压叶片表面边界层及损失﹑叶轮内扩压水平﹑叶轮进口诱导速度比﹑叶片进口前缘冲角及相对马赫数计算,对反问题气动设计计算进行气动效率﹑失速点﹑阻塞点简易定量评估。这些评价结果与CFX计算比较,对应相对误差约为2.6%~6.1%,完全满足工程设计需求,可对透平机械工业设计作出快速评价提供借鉴叶轮总能量头损失并给出叶轮设计点的气动绝热总效率。图1叶片中型面流线环量图2叶片表面平均相对速度(a)形状系数(b)相对动量厚度图3叶片轮盖侧吸力面边界层形状系数与动量厚度(3)利用反问题设计计算形成的子午流线与准正交线网格及叶轮几何参数，然后通过正问题计算获得不同进气流量时叶片表面速度及相应的扩压因子Qeq、W1s/Wth，进行叶轮失速流量评估计算［13，14］气动设计的简易评价-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港倒角机液压滚弧机滚圆机。(4)按本文方法计算的设计点绝热总效率、失速流量及阻塞流量与CFX计算结果的比较见表2。表2本文方法与CFX计算结果比较项目本文方法CFX计算相对偏差(%)绝热效率(%)9698．52．6失速流量(kg/s)25．524．34．7失速物理量特征Qeq=2．05W1s/Wth=1．0424．3kg/s时，i=8°～15°见图4～7阻塞流量(kg/s)4850．916．1阻塞物理量特征喉部马赫数接近1喉部马赫数接近1，本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/ 见图8图4为流量24．3kg/s时CFX计算获得叶片进口部位相对马赫数。从图中可见，Mrel≤0．37。图4叶片前缘相对马赫数图5为流量24．3kg/s时沿叶高80%通过CFX计算获得叶道马赫数分布，其叶片吸力面进口出现大面积0值区域。图5叶高80%时相对马赫数图6为流量24．3kg/s时沿叶高80%通过CFX计算获得叶道内相对速度分布，其叶片吸力面出现大面积逆流区域并蔓延至叶片进口。图6叶高80%时相对速度2015年第43卷第11期流体机械61叶片进口冲角(气流角与安装角差)最大值14°，已大于叶片进口部位Mrel≤0．37时对应的叶轮失速极限冲角11°～13°［3］。图7叶片前缘气流角与安装角比较因此，结合图4～7，借助CFX计算获得的叶轮失速流量约为24．3kg/s。图8为流量50．91kg/s时沿叶高80%通过CFX计算获得叶道马赫数分布，可见此时局部相对马赫数接近1，出现阻塞现象。图850．91kg/s时叶高80%相对马赫数4结论(1)利用反问题设计过程自然形成的速度场，借助边界层计算，可方便得出叶轮内流损失，并给出设计点叶轮的总气动绝热效率，对叶轮反问题进行设计点气动效率的简易定量评价;(2)从反问题设计过程求解出的叶轮几何参数出发，利用正问题计算出变工况下叶轮内的扩压水平﹑叶轮进口诱导速度比﹑叶片进口前缘冲角及相对马赫数，对叶轮失速点﹑阻塞点简易定量评价;(3)本文给出离心叶轮反问题气动设计计算简易评价方法，物理概念清晰、方便简单，与CFX计算对应相对误差约为2．6%～6．1%，完全满足工程设计需求，可为透平机械设计快速评价提供借鉴气动设计的简易评价-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港倒角机液压滚弧机滚圆机本文由公司网站滚圆机网站 转摘采集转载中国知网整理!   http://www.dapengkuoguanji.com/