[发明专利]一种带肋离心式压气机转静盘腔压力损失系数估算方法

权利要求书

1.一种带肋离心式压气机转静盘腔压力损失系数估算方法，带肋离心压气机转静盘腔结构包括离心式压气机转子(1)、离心式压气机叶片(2)、转子轮盘壁面(3)以及附在压气机转子轮盘壁面(3)上的肋条(6)、压气机静子(4)和静子轮盘壁面(5)以及转子轴壁面(13)，转静盘腔(11)是由盘腔进口(9)、转子轮盘壁面(3)、肋条(6)、转子轴壁面(13)、盘腔出口(10)和静子轮盘壁面(5)围成的区域；其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：根据带肋离心压气机转静盘腔(11)的结构特征，确定估算方法所需的几何参数作为结构输入参数，包括：离心压气机转静盘腔(11)的内径、外径以及肋条(6)的几何尺寸、数量及分布；

步骤二：根据设计发动机的性能要求，确定带肋离心压气机的工况作为性能输入参数；包括：离心压式气机的转速、进口质量流量；

步骤三：根据步骤一和步骤二的输入参数，确定无量纲参数，包括质量流量系数、旋转雷诺数、湍流系数、源区系数；

步骤四：对转静盘腔(11)的源区(12)径向位置进行估算，并估算压力损失系数；

所述转静盘腔(11)的源区(12)径向位置估算公式如下：

其中，r_e为源区径向位置,a为带肋离心压气机转静盘腔的外径，φ为源区系数；

所述压力损失系数的估算公式如下：

其中，C_p为压力损失系数，b为带肋离心压气机转静盘腔的内径，r_c为肋条顶部径向位置。

2.根据权利要求1所述的一种带肋离心式压气机转静盘腔压力损失系数估算方法,其特征在于：所述的压力损失系数的估算公式是通过结构参数进行估算，而非压力分布进行估算。

3.根据权利要求2所述的一种带肋离心式压气机转静盘腔压力损失系数估算方法，其特征在于：所述结构参数包括肋条的长度L、高度h、数量。

4.根据权利要求1所述的一种带肋离心式压气机转静盘腔压力损失系数估算方法，其特征在于：空气由盘腔进口(9)流入转静盘腔(11)，经由静子轮盘壁面(5)的阻挡作用，空气的流动方向由轴向改为径向流动，其流动方向为沿静子轮盘壁面(5)的表面由高径向位置流向低径向位置，在低径向位置，一部分空气流向转子轴壁面(13)，并由于转子轴壁面(13)的阻挡作用，流动方向由径向改为轴向，并由盘腔出口(10)流出，另外一部分空气由于离心力的作用回流，由低径向位置沿转子轮盘壁面(3)流向高径向位置，这部分空气在盘腔进口(9)附近会与新进入盘腔的空气进行混合，在高径向位置区域形成源区(12)。

5.根据权利要求4所述的一种带肋离心式压气机转静盘腔压力损失系数估算方法，其特征在于：源区(12)内空气沿着切向的流动速度大于沿着径向的流动速度。

6.根据权利要求1所述的一种带肋离心式压气机转静盘腔压力损失系数估算方法，其特征在于：步骤三中的质量流量系数的计算式为：

其中，C_ω为质量流量系数，为压气机进口7的质量流量，μ为空气动力粘滞系数，a为带肋离心压气机转静盘腔11的外径。

7.根据权利要求1所述的一种带肋离心式压气机转静盘腔压力损失系数估算方法，其特征在于：步骤三中的旋转雷诺数的计算式为：

其中，Re_φ为旋转雷诺数，υ为空气运动粘滞系数，Ω为离心式压气机转子(1)的转动角速度；

其中，R压气机转子1的转速。

8.根据权利要求1所述的一种带肋离心式压气机转静盘腔压力损失系数估算方法，其特征在于：步骤三中的湍流系数计算式为：

其中，λ_T为湍流系数。