论文摘要：离心叶轮气动改进设计与流场数值计算

北京航空航天大学涡轮室研制的空气膨胀涡轮连续制冷装置已经在冷冻粉碎废弃橡胶生产精细粉末等行业中取得广泛的应用。但是目前该空气膨胀涡轮机中的离心压气机只作为耗功件存在，其效率低、压比小、噪声大，并且由于压气机出口气体压力太低而将其直接排入大气，造成能源的浪费。为了提高压气机压比以便将其出口的高压气体直接引入高压气源加以利用，本文将对空气膨胀涡轮机中的离心压气机进行优化设计。本文首先对原压气机内部流场进行三维计算，在此基础上有针对性的对原压气机设计不合理之处进行优化设计。此种方法避免了优化设计中的盲目性，能在对原压气机改动尽可能小的情况下取得较好的设计效果，达到节省改造成本的目的。本文在轮盖圆角、叶轮进口角、叶片数目、叶片厚度四个方面对原压气机进行了改进设计；通过改变叶轮参数本文计算了13个不同叶轮的性能曲线，通过比较选出符合设计要求的叶轮作为最终定型的叶轮；较为详细的研究了叶轮攻角、叶片数目、叶片厚度对压气机性能的影响，对比分析了不同参数对压气机内流场的影响。