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进气预旋降低涡轮增压器压气机喘振流量的研究

严潇  
【摘要】:对于与车用发动机匹配的涡轮增压器离心压气机来说,为了能够实现与发动机在全工况范围内良好的匹配,离心压气机的稳定工作范围有一定要求。减小压气机喘振流量,从而扩大涡轮增压器压气机流量范围的研究对于车用发动机涡轮增压器来说尤为重要。本文对采用切向进气方式使得压气机进气预旋,从而降低涡轮增压器离心式压气机喘振流量的方法进行了研究。首先,设计了主动切向进气和被动切向进气两种压气机进气预旋方案;接下来,本文设计并搭建了压气机进气流场PIV测试试验系统,使用PIV设备拍摄了压气机进气管道某一截面的流场,测试了主动切向进气和被动切向进气两种方案,在不同比例的切向进气流量下所测截面的气体切向速度大小。结果表明:在本文的实验条件下,使用被动进气方式且切向流量达到一定比例,可以较大幅度减小喘振流量;主动进气方式相对被动进气方式可以小幅降低喘振流量。为了更加全面的研究切向进气流量比例与压气机进气流场的关系,本文建立了切向进气下压气机进口预旋流场计算模型,通过试验结果对模型进行了验证;在此基础上,通过数值计算方法研究了不同被动进气条件下管道内流场的详细情况,包括待测截面流场与切向进气口距离之间的关系以及流场内切向速度沿径向与轴向的变化规律。计算结果表明:在同一截面上,切向速度大小沿半径方向呈线性变化规律,且沿轴向衰减方式先快后慢。


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