離心葉輪幾何形變對氣動性能的影響

王宏亮　席　光

摘要：將數值流場分析方法與有限元方法相結合，利用流固耦合技術，由黏性流場分析得到流場的壓力分布，并將其作為氣動載荷施加于葉片表面進行應力應變分析，再對葉輪施加離心力載荷，分析離心葉輪葉片的變形情況，從結果中提取網格結點變形量，對葉片坐標進行修正得到工作狀態下葉片的型線，并再次進行流場分析，為研究葉輪工作狀態下葉頂間隙的變化對葉輪性能的影響，在固定轉速下分別計算了3種葉頇間隙分布情況下的葉輪性能，研究表明：氣動載荷下的葉片形變量僅占總體裁荷下形變量的1％到3％左右，工作狀態下葉片最大形變位置為葉頂葉尖；變形的葉根與葉頂向輪蓋靠近，造成葉頂間隙減小；在葉頂間隙為0.5mm時，葉輪出口間隙減小量最大達到原間隙的50％；由于葉頂間隙以及葉片型線的變化，使得離心葉輪等熵效率在小流量時下降0.9％～1.8％。

關鍵詞：離心葉輪；葉片形變；流固耦合；氣動性能；葉頂間隙

中圖分類號：TB302.3O346文獻標志碼：A文章編號：0253—987X(2009)05—0046—05