[发明专利]离心压缩机扩压器的端壁结构及端壁处理方法

权利要求书

1.一种离心压缩机扩压器的端壁结构，其特征在于：包括开设于离心压缩机扩压器轮盖侧端壁若干个子午位置上的导流片凹槽(6)，所述导流片凹槽(6)内设置有多个间隔排列的导流片(5)；

单个导流片凹槽的最佳径向位置、导流片凹槽的开槽型式、导流片凹槽的径向宽度、导流片凹槽的轴向深度、导流片安装角度、导流片径向叠合量、导流片数目以及导流片凹槽的数目依据综合失速裕度改进量及对压缩机效率的影响依次进行优化后确定；

导流片凹槽的径向宽度、导流片凹槽的轴向深度、导流片安装角度、导流片径向叠合量、导流片数目以及导流片凹槽的数目在未优化前采用的初始设定值分别为：导流片凹槽的径向宽度为离心压缩机对应级扩压器叶片进出口直径差值的1/12～1/8，导流片凹槽的轴向深度为离心压缩机扩压器出口宽度的1/4～1/2，导流片安装角度为大于0°，且小于90°，导流片径向叠合量为30～50％，导流片数目与离心压缩机对应级扩压器叶片数相同，导流片凹槽的数目为1个。

2.根据权利要求1所述一种离心压缩机扩压器的端壁结构，其特征在于：单个导流片凹槽的最佳径向位置在离心压缩机扩压器流道中易发生失速区域所对应的离心压缩机扩压器轮盖侧端壁子午位置中选取。

3.根据权利要求1所述一种离心压缩机扩压器的端壁结构，其特征在于：所述导流片凹槽(6)的开槽型式包括矩形、圆弧形或梯形。

4.根据权利要求1所述一种离心压缩机扩压器的端壁结构，其特征在于：当导流片凹槽(6)的数目大于1时，相邻导流片凹槽之间的距离为小于导流片凹槽的径向宽度。

5.一种离心压缩机扩压器的端壁处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)首先，对扩压器轮盖侧未进行端壁处理的离心压缩机进行建模，根据对所建模型内部流场进行数值模拟和流动分析的结果，确定离心压缩机内占主导的流场结构及扩压器内部的流动特征，从而确定离心压缩机扩压器流道内易于发生失速的区域；

2)根据步骤1)确定的离心压缩机扩压器流道内易于发生失速的区域，沿该区域所对应的离心压缩机扩压器轮盖侧端壁不同子午位置开设单个导流片凹槽，然后对开设单个导流片凹槽的所述离心压缩机再次进行建模，根据对开设单个导流片凹槽的所述离心压缩机内部流场进行数值模拟和流动分析的结果，比较导流片凹槽在不同子午位置处的综合失速裕度改进量及对压缩机效率的影响，从而确定单个导流片凹槽的最佳径向位置；

3)根据所述单个导流片凹槽的最佳径向位置，并固定导流片凹槽的径向宽度、导流片凹槽的轴向深度、导流片安装角度、导流片径向叠合量以及导流片数目，改变导流片凹槽的开槽型式，对具有不同开槽型式的所述离心压缩机进行建模，根据对所述离心压缩机内部流场进行数值模拟和流动分析的结果，比较导流片凹槽的不同开槽型式的综合失速裕度改进量及对压缩机效率的影响，从而确定最佳的导流片凹槽的开槽型式；

4)根据单个导流片凹槽的最佳径向位置以及最佳的导流片凹槽的开槽型式，对导流片凹槽的径向宽度、导流片凹槽的轴向深度、导流片安装角度、导流片径向叠合量、导流片数目以及导流片凹槽的数目依据综合失速裕度改进量及对压缩机效率的影响依次进行优化。

6.根据权利要求5所述一种离心压缩机扩压器的端壁处理方法，其特征在于：所述导流片凹槽的开槽型式包括矩形、圆弧形或梯形。

7.根据权利要求5所述一种离心压缩机扩压器的端壁处理方法，其特征在于：导流片凹槽的径向宽度、导流片凹槽的轴向深度、导流片安装角度、导流片径向叠合量、导流片数目以及导流片凹槽的数目在未优化前采用的初始设定值分别为：导流片凹槽的径向宽度为离心压缩机对应级扩压器叶片进出口直径差值的1/12～1/8，导流片凹槽的轴向深度为离心压缩机扩压器出口宽度的1/4～1/2，导流片安装角度为大于0°，且小于90°，导流片径向叠合量为30～50％，导流片数目与离心压缩机对应级扩压器叶片数相同，导流片凹槽的数目为1个。

8.根据权利要求5所述一种离心压缩机扩压器的端壁处理方法，其特征在于：当导流片凹槽的数目大于1时，相邻导流片凹槽之间的距离为小于导流片凹槽的径向宽度。