本發(fā)明涉及離心式壓氣機的流量控制，尤其涉及一種半開式離心壓氣機罩殼流量擴展孔的精確定位方法。

背景技術(shù)：

1、半開式離心壓氣機因其高效性能而在鼓風(fēng)機、空氣壓縮機及渦輪增壓器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，在低流量工況下，這些設(shè)備可能遭遇喘振現(xiàn)象——即葉輪內(nèi)部局部流體出現(xiàn)逆向倒流，導(dǎo)致設(shè)備振動加劇甚至損壞，而實際中又由于運行條件(如環(huán)境溫度、海拔高度)的變化以及系統(tǒng)阻力的影響，離心壓氣機經(jīng)常需要在低于設(shè)計點流量的情況下工作，因此，拓展其小流量的應(yīng)用范圍至關(guān)重要。

2、目前，最常見的解決方法是一律根據(jù)葉片的喉口位置確定壓氣機罩殼的流量擴展孔的開孔位置，以擴大可操作的小流量范圍，然而，實踐中發(fā)現(xiàn)，這種方法并不總是有效，例如有時根據(jù)該方法的開孔位置無法顯著增加流量范圍，無法達到期望的效果，有時雖能增加流量但又會犧牲氣動效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種半開式離心壓氣機罩殼流量擴展孔的精確定位方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)無法有效確定流量擴展孔的最佳開設(shè)位置的技術(shù)問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種半開式離心壓氣機罩殼流量擴展孔的精確定位方法，具體步驟包括：

4、s1：建立需要拓展流量的壓氣機模型，并對其進行流場仿真分析，包括：設(shè)定需要拓展流量的壓氣機模型的轉(zhuǎn)速，得到該轉(zhuǎn)速下的進口流量與出口壓力的曲線，基于進口流量與出口壓力的曲線確定需要拓展流量的壓氣機模型的喘振點；

5、s2：基于壓氣機葉片的喉口位置確定壓氣機罩殼的流量擴展孔的開孔位置，從而得到帶有流量擴展孔的壓氣機模型；

6、s3：對所述帶有流量擴展孔的壓氣機模型進行流場分析，包括：基于喘振點所對應(yīng)的進口流量大小設(shè)定帶有流量擴展孔的壓氣機模型的進口流量，并同步獲取流量擴展孔處的流量值，得到進口流量與流量擴展孔處的流量值的曲線圖，根據(jù)該曲線圖得到流量擴展孔處的流量值為0時的進口流量值；

7、s4：基于流量擴展孔處的流量值為0時的進口流量值在所述進口流量與出口壓力的曲線上的位置，判斷流量擴展孔的位置是否為最佳位置，若是，則完成對壓氣機罩殼的流量擴展孔的精確定位，并執(zhí)行s6；否則，執(zhí)行步驟s5；

8、s5：調(diào)整流量擴展孔的位置，并重復(fù)s3-s4；

9、s6：對最佳位置的流量擴展孔的尺寸和傾斜角度進行優(yōu)化。

10、進一步地，基于流量擴展孔處的流量值為0時的進口流量值在所述進口流量與出口壓力的曲線上的位置，判斷流量擴展孔的位置是否為最佳位置，所涉及到的判斷規(guī)則為：流量擴展孔處的流量值為0時的進口流量值在所述進口流量與出口壓力的曲線上的位置對應(yīng)的曲線斜率絕對值大于0.5，則說明流量擴展孔的位置為最佳位置。

11、進一步地，s5中，調(diào)整流量擴展孔的位置包括：向靠近葉輪出口方向調(diào)節(jié)流量擴展孔的開孔位置。

12、進一步地，s2中，基于壓氣機葉片的喉口位置確定壓氣機罩殼的流量擴展孔的開孔位置，包括：

13、s21：根據(jù)壓氣機的葉片類型選定兩個用于確定流量擴展孔的開孔位置的葉片，即若壓氣機采用長短葉片，則根據(jù)相鄰的兩個長葉片確定流量擴展孔的開孔位置，若壓氣機采用相同長度的葉片，則根據(jù)相鄰的兩個葉片確定流量擴展孔的開孔位置；

14、s22：從所選定的葉片中的任意一個葉片的壓力面進口葉尖外緣選擇起始點，然后向另一個葉片的吸力面的葉尖外緣作連線，連線最短距離的位置為葉片的喉口，壓氣機罩殼與喉口對應(yīng)的位置即為流量擴展孔的開孔位置。

15、進一步地，s1中，設(shè)定壓氣機的轉(zhuǎn)速為額定點工況對應(yīng)的轉(zhuǎn)速或待擴大的小流量范圍所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。

16、有益效果：本發(fā)明基于需要拓展流量的壓氣機模型獲得了進口流量與出口壓力的曲線以及壓氣機的喘振點，并對壓氣機罩殼進行開孔，通過讀取流量擴展孔處的流量值，得到流量擴展孔處的流量值為0時的進口流量值，然后基于流量擴展孔處的流量值為0時的進口流量值在進口流量與出口壓力的曲線上的位置，判斷流量擴展孔的位置是否為最佳位置，若是，則完成對壓氣機罩殼的流量擴展孔的精確定位，否則調(diào)整流量擴展孔的位置，直到得到最佳位置，從而擴大壓氣機可操作的小流量范圍，本發(fā)明解決了一律根據(jù)葉片的喉口位置確定壓氣機罩殼的流量擴展孔的開孔位置并不能保證有效增加流量范圍的問題，保證精準確定流量擴展孔的位置，使得開設(shè)的流量擴展孔既能起到增加流量范圍的作用同時又保證氣動效率不受影響。

技術(shù)特征：

1.一種半開式離心壓氣機罩殼流量擴展孔的精確定位方法，其特征在于，具體步驟包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半開式離心壓氣機罩殼流量擴展孔的精確定位方法，其特征在于，基于流量擴展孔處的流量值為0時的進口流量值在所述進口流量與出口壓力的曲線上的位置，判斷流量擴展孔的位置是否為最佳位置，所涉及到的判斷規(guī)則為：流量擴展孔處的流量值為0時的進口流量值在所述進口流量與出口壓力的曲線上的位置對應(yīng)的曲線斜率絕對值大于0.5，則說明流量擴展孔的位置為最佳位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半開式離心壓氣機罩殼流量擴展孔的精確定位方法，其特征在于，s5中，調(diào)整流量擴展孔的位置包括：向靠近葉輪出口方向調(diào)節(jié)流量擴展孔的開孔位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半開式離心壓氣機罩殼流量擴展孔的精確定位方法，其特征在于，s2中，基于壓氣機葉片的喉口位置確定壓氣機罩殼的流量擴展孔的開孔位置，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半開式離心壓氣機罩殼流量擴展孔的精確定位方法，其特征在于，s1中，設(shè)定壓氣機的轉(zhuǎn)速為額定點工況對應(yīng)的轉(zhuǎn)速或待擴大的小流量范圍所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種半開式離心壓氣機罩殼流量擴展孔的精確定位方法，S1：建立需要拓展流量的壓氣機模型，并進行流場仿真分析，確定喘振點；S2：確定壓氣機罩殼的流量擴展孔的開孔位置，從而得到帶有流量擴展孔的壓氣機模型；S3：對帶有流量擴展孔的壓氣機模型進行流場分析，得到進口流量與流量擴展孔處的流量值的曲線圖，根據(jù)該曲線圖得到流量擴展孔處的流量值為0時的進口流量值；S4：判斷流量擴展孔的位置是否為最佳位置，若是，則完成對流量擴展孔的精確定位；否則，執(zhí)行步驟S5；S5：調(diào)整流量擴展孔的位置，并重復(fù)S3?S4。本發(fā)明能夠精準確定流量擴展孔的位置，使得開設(shè)的流量擴展孔既能起到增加流量范圍的作用同時又保證氣動效率不受影響。

技術(shù)研發(fā)人員：李瑜,王本義,安然,喬巍,季玲,劉志堅
受保護的技術(shù)使用者：中車大連機車研究所有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6