CN106015085B - 一种闭式离心叶轮出口结构 - Google Patents

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    • F04D29/18—Rotors
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Abstract

本发明是一种闭式离心叶轮出口结构，属于叶轮机械技术领域。该闭式离心叶轮出口结构包括轮盖侧出口延长段和轮盘侧出口延长段。该闭式离心叶轮出口结构设计参数包括轮盖侧出口延长段径向距离、轮盖侧出口延长段倾斜角、轮盖侧出口延长段凹槽走向、轮盘侧出口延长段径向距离、轮盘侧出口延长段倾斜角、轮盘侧出口延长段凹槽走向和叶轮的叶片出口半径。本发明改善了离心叶轮出口气流角的不均匀性，减小了离心叶轮出口的尾迹区大小，从而在提高叶轮性能的同时有效地提高了叶轮之后静止部件的性能，整级性能得到改善。

Description

一种闭式离心叶轮出口结构
技术领域
本发明属于叶轮机械技术领域，涉及一种闭式离心叶轮出口结构。
背景技术
闭式离心叶轮由轮盘、叶片和轮盖组成。这种叶轮没有半开式叶轮的流道间的潜流损失，因而其效率较高。并且其叶轮与机壳之间的间隙也不像半开式叶轮那样要求严格，可以适当放大，使检修时拆装方便。因而其在离心压缩机中得到了广泛应用。
闭式离心叶轮虽然没有半开式叶轮的叶顶泄漏影响，但是闭式叶轮出口依旧存在射流尾迹结构，出口截面气流参数存在较大的不均匀性。该不均匀性会恶化叶轮后面的扩压器回流器等静止部件的性能。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题，提出了一种闭式离心叶轮出口结构，旨在提高叶轮效率，改善叶轮出口流场均匀性。
本发明的具体技术方案如下：
一种闭式离心叶轮出口结构，包括轮盖侧出口延长段和轮盘侧出口延长段。该闭式离心叶轮出口结构设计参数包括轮盖侧出口延长段径向距离、轮盖侧出口延长段倾斜角γse、轮盖侧出口延长段凹槽走向βse、轮盘侧出口延长段径向距离、轮盘侧出口延长段倾斜角γhe、轮盘侧出口延长段凹槽走向βhe和叶轮的叶片出口半径R2。本发明的特征在于轮盖侧出口延长段径向距离＝轮盘侧出口延长段径向距离＝Re；进一步限定，出口延长段参数Rie＝Re/R2≥0.017，当出口延长段参数Rie≥0.017时，其整级效率η与出口延长段参数Rie成线性增长关系。
本发明的有益效果是改善了离心叶轮出口气流角的不均匀性，减小了离心叶轮出口的尾迹区大小，从而在提高叶轮性能的同时有效地提高了叶轮之后静止部件的性能，整级性能得到改善。
附图说明
图1是本发明闭式离心叶轮出口结构示意图。
图2是本发明闭式离心叶轮的轮盘侧出口延长段凹槽走向βhe三维示意图。
图3是本发明闭式离心叶轮的轮盖侧出口延长段凹槽走向βse三维示意图。
图4是应用本发明计算得到的不同出口延长段参数Rie对整级设计点效率η的影响图。
图中：1叶轮；2轮盘；3轮盖；4轮盘侧间隙；5轮盖侧间隙。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
一种闭式离心叶轮出口结构，由图1、图2、图3所示，包括轮盖侧出口延长段和轮盘侧出口延长段。该闭式离心叶轮出口结构设计参数包括轮盖侧出口延长段径向距离、轮盖侧出口延长段倾斜角γse、轮盖侧出口延长段凹槽走向βse、轮盘侧出口延长段径向距离、轮盘侧出口延长段倾斜角γhe、轮盘侧出口延长段凹槽走向βhe和叶轮的叶片出口半径R2；其中，轮盖侧出口延长段径向距离＝轮盘侧出口延长段径向距离＝Re。
所述的轮盖侧出口延长段凹槽走向βse和轮盘侧出口延长段凹槽走向βhe是由于实际加工中在轮盖和轮盘侧均会出现由于整体铣制刀具头半径所留下的凹槽(除电火花加工和铸造加工外均会存在该凹槽)。该凹槽在叶轮内部受叶片限制是沿着叶轮叶片中弧线走向的，然而出口延长段的走向不受限制，由此出口凹槽走向可以任意。该凹槽结构具有减阻特性，然而凹槽走向βse和βhe会对出口延长段减阻和导流作用具有一定影响。不同的走向会影响到叶轮出口轮盘和轮盖侧的流场情况及尾迹损失和气流角大小。本实施例计算忽略流道凹槽，采用光滑壁面，所以βse和βhe可认为与叶轮内凹槽走向一致。
由于叶轮出口是径向出口，若是平行壁面则其出口为扩张通道,该通道的扩张度由轮盖侧出口延长段倾斜角γse和轮盘侧出口延长段倾斜角γhe来确定，本实施例采用的γse为73°，γhe为90°。
如图4所示，根据数值计算分析发现，其出口延长段参数Rie＜0.017时，对整级性能影响较小；出口延长段参数Rie≥0.017时，其整级效率η与出口延长段参数Rie成线性增长关系，考虑到结构所能承受强度及扩压器叶片位置的限制，选取尽可能长的出口延长段距离。

Claims (1)

1.一种闭式离心叶轮出口结构，其特征在于，包括轮盖侧出口延长段和轮盘侧出口延长段；轮盖侧出口延长段的径向距离与轮盘侧出口延长段的径向距离相等；
Rie＝Re/R2，其中，Rie是出口延长段参数，Re是轮盖侧出口延长段的径向距离，R2是叶轮的叶片出口半径；
所述的出口延长段参数Rie≥0.017。
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