[发明专利]一种燃料电池车用离心压缩机气动性能预测方法

权利要求书

1.一种燃料电池车用离心压缩机气动性能预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将离心压缩机的压缩过程看作绝热过程，根据离心压缩机结构形式确定压缩过程中包含的损失类型，再基于工程热力学与速度三角形来建立单级离心压缩机气动性能解析模型；

S2、考虑多级压缩特性并结合单级离心压缩机气动性能解析模型，以建立多级离心压缩机气动性能解析模型；

S3、对离心压缩机的设定转速工况进行试验测量，以获取不同设定转速对应稳态工况的气动性能；

S4、根据离心压缩机稳态工况的性能，对步骤S2建立的多级离心压缩机气动性能解析模型中的参数进行识别，以得到多级离心压缩机气动性能预测模型；

S5、将多级离心压缩机的转速和质量流量输入多级离心压缩机气动性能预测模型，输出得到对应的压比，即得到该多级离心压缩机气动性能的预测结果。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池车用离心压缩机气动性能预测方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11、将离心压缩机的压缩过程看作绝热过程，有：

Δh_2s＝(1-Δη)Δh_ideal-Δh_loss

其中，Ψ(m_c,ω)为压缩机压比，m_c为质量流量，ω为转速，p_{1_in}、p_{1_out}分别是压缩机入口和出口的总压，T₁为压缩机进口温度，c_p为定压比热容，γ是比热比，Δh_2s为压缩过程实际焓变，Δh_ideal是压缩空气的理想焓增，Δh_loss是入射损失和摩擦损失的总和，Δη为其它损失，具体包含间隙损失、回流损失和蜗壳内损失，σ为滑移因子，u₂为空气在叶轮出口的周向速度；

S12、分别建立入射损失和摩擦损失的计算模型、压缩过程中其他损失的计算模型，以确定单级离心压缩机气动性能解析模型。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池车用离心压缩机气动性能预测方法，其特征在于，所述步骤S12中入射损失和摩擦损失的计算模型具体为：

Δh_loss＝Δh_ii+Δh_id+Δh_fi+Δh_fd

其中，Δh_ii为叶轮进口的入射损失，r₁是平均入口半径，β₁为进口叶片角，ρ₁为空气密度，A₁为叶轮进口面积，Δh_id为叶片扩压器进口的入射损失，r₂是叶轮的出口半径，α_2b为叶轮出口叶片角，Δh_f为叶轮和无叶扩压器内的摩擦损失，Δh_fd为叶轮的摩擦损失，Δh_fi为无叶扩压器内的摩擦损失，k_f为流体摩擦常数；

压缩过程中其他损失的计算模型具体为：

Δη＝Δη_c+Δη_bf+Δη_v

Δη_c≈0.3l_c/b

Δη_bf＝0.03

0.02＜Δη_v＜0.05

其中，Δη_c为间隙损失，l_c为叶顶间隙，b为叶轮出口宽度，Δη_bf为回流损失，Δη_v为蜗壳内损失。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池车用离心压缩机气动性能预测方法，其特征在于，所述单级离心压缩机气动性能解析模型具体为：