采用CFD方法对某离心风机流场进行计算,首先将计算所得的风机总压升和效率与试验数据进行对比,验证了计算方法的准确性和可靠性。再对比计算不同叶片尾缘形状对风机气动性能的影响,通过叶轮流场速度矢量和相对马赫数的分布,对比各计算模型之间的差别,得出结论椭圆型尾缘有助于改善叶片出口流动,提高叶轮效率,但也会导致叶轮总压升的降低。

运用声学传感器和频谱仪对一台小型高速低噪声离心风机进行试验研究,研究发现:风机进出口向外辐射的气动噪声为风机最主要的噪声类型,气动噪声主要是基频噪声,噪声源分别位于叶片进口处与蜗壳蜗舌处,风机进出口噪声被屏蔽后整机噪声降低约21%;风机蜗壳振动是由于风机内部非定常流动诱发蜗壳结构做振动响应,振源主要位于叶片进口处与蜗壳蜗舌处,振动频率与风机基频一致;在蜗壳中填充相等体积1.5 mm塑料球,2.3 mm塑料球,1.2 mm陶瓷球,3.0 mm陶瓷球用来降低蜗壳振动噪声,在设计工况点以3.0 mm陶瓷球效果最佳,整机噪声下降约2.8%。

以NASATND-6729/7487研究报告为基础,对11个离心鼓风机及离心压缩机的模型级算例进行了性能预测并与实测数据对比分析,给出了叶片或无叶扩压器级相适用的损失模型。

简述了叶片泵有关输入水力功率方面的欠缺,并分析了现行理论运用动量矩定理的过程中存在疑点。指出输入水力功率与输出功率的本质区别,阐明了旋转叶轮内的非定常流、非惯性系等特性,初步提出了输入水力功率由两种分功率合成新构思,且第一种分功率随流量增大而增大,第二种分功率随流量增大而减小,从而合理解释离心泵、混流泵、轴流泵的输入功率曲线分别呈上升、基本水平、下降的规律。

为研究与探索旋涡鼓风机内流机理,本文设计了一台旋涡鼓风机,应用CFD数值计算方法对流道压力、温度、马赫数等进行仿真,并以此开展不同间隙对旋涡鼓风机整机外特性影响的对比试验研究。

针对全可控涡三元叶轮设计方法中的全可控涡给定方法，给出2种不同的全可控涡分布给定方法，根据流线曲率法反命题编写三元叶片设计程序，并结合具体案例，分析比较不同全可控涡分布对离心压缩机三元叶片性能的影响。

对新比隆A7离心压缩机叶轮与CR-2隔板形成的基本级、基本级与基本级不同间距的串联级、进气室与基本级组合、末级等4种情况进行CFD计算仿真、比较了基本级CFD计算结果与新比隆试验值一致性并分析了通流不同匹配状态下对基本级气动特性的影响;基于上述研究,作者完成一台4级离心压缩机器设计制造,开展了整机的匹配试验验证。试验结果对如何利用基本级通向多级离心压缩机械高效与安全运行的设计与研究具有一定借鉴作用。

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。