[发明专利]一种离心压气机叶轮及其设计方法

权利要求书

1.一种压气机离心叶轮，包括轮毂以及沿周向均布设置在所述轮毂上的多个主叶片，所述轮毂上还设有多个分流叶片，各所述主叶片在流向上由叶轮进气口延伸至叶轮出气口，相邻两所述主叶片之间形成主气流通道，每一所述主气流通道中均至少设置一所述分流叶片，各所述分流叶片在流向上由离心叶轮的中部延伸至叶轮出气口，所述分流叶片与其两侧的主叶片之间分别形成分气流通道，其特征在于，

从所述离心叶轮的中部至叶轮出气口，所述分流叶片与主叶片在叶轮径向部分拥有不同的倾斜角分布曲线，所述分流叶片两侧的分气流通道内具有畸变程度不同的流场，所述分流叶片的倾斜角分布曲线应保证气流在其两侧的分气流通道中受到的叶片力分别减弱通道中由压力面指向吸力面的周向压力梯度和由轮毂指向机匣的压力梯度，从而实现在每个分气流通道内抑制低速高熵流体在机匣和吸力面附近的聚集，进而改善离心叶轮内部及下游扩压器的流动状况；

所述压气机离心叶轮按照如下方式进行设计：

SS1.提供一初始压气机离心叶轮，所述初始压气机离心叶轮中的分流叶片与主叶片具有相同的设计参数，初始主叶片与分流叶片具有相同的倾斜角，分流叶片与主叶片造型方式相同，分流叶片由主叶片截取改型得到；

SS2.对所述初始压气机离心叶轮中的分流叶片进行重新造型，通过改变分流叶片的造型方式，将分流叶片的出口倾斜角作为独立于主叶片的设计参数，选取为不同于主叶片出口倾斜角的值，从而得到分流叶片不同于主叶片的叶片倾斜角分布，具体为：

在对所述初始压气机离心叶轮中的分流叶片进行重新造型时，通过将所述分流叶片设计为与主叶片在叶轮径向部分拥有不同的倾斜角分布曲线，使得所述分流叶片两侧的分气流通道内具有畸变程度不同的流场，通过对分流叶片倾斜角分布曲线的优化，使得气流在分流叶片两侧的分气流通道中受到的叶片力分别减弱通道中由压力面指向吸力面的周向压力梯度和由轮毂指向机匣的压力梯度，从而实现在每个分气流通道内抑制低速高熵流体在机匣和吸力面附近的聚集，进而改善离心叶轮内部及下游扩压器的流动状况。

2.根据权利要求1所述的压气机离心叶轮，其特征在于，所述离心叶轮的中部为在流向上距离主气流通道入口约40～70％通道流向长度的位置。

3.根据权利要求1所述的压气机离心叶轮，其特征在于，所述分流叶片的倾斜角造型控制线与所述主叶片的倾斜角造型控制线相互独立，根据所述主叶片和分流叶片的倾斜角造型控制线分别造型得到主叶片与分流叶片。

4.根据权利要求1所述的压气机离心叶轮，其特征在于，所述主叶片和分流叶片的倾斜角造型控制线均为连续函数，所述连续函数为B样条曲线函数。

5.一种权利要求1至4任一项压气机离心叶轮的设计方法，其特征在于，

SS1.提供一初始压气机离心叶轮，所述初始压气机离心叶轮中的分流叶片与主叶片具有相同的设计参数，初始主叶片与分流叶片具有相同的倾斜角，分流叶片与主叶片造型方式相同，分流叶片由主叶片截取改型得到；

SS2.对所述初始压气机离心叶轮中的分流叶片进行重新造型，通过改变分流叶片的造型方式，将分流叶片的出口倾斜角作为独立于主叶片的设计参数，选取为不同于主叶片出口倾斜角的值，从而得到分流叶片不同于主叶片的叶片倾斜角分布，具体为：

在对所述初始压气机离心叶轮中的分流叶片进行重新造型时，通过将所述分流叶片设计为与主叶片在叶轮径向部分拥有不同的倾斜角分布曲线，使得所述分流叶片两侧的分气流通道内具有畸变程度不同的流场，通过对分流叶片倾斜角分布曲线的优化，使得气流在分流叶片两侧的分气流通道中受到的叶片力分别减弱通道中由压力面指向吸力面的周向压力梯度和由轮毂指向机匣的压力梯度，从而实现在每个分气流通道内抑制低速高熵流体在机匣和吸力面附近的聚集，进而改善离心叶轮内部及下游扩压器的流动状况。