第二章 第2章 涡轮增压器压气机流场计算

      下面根据2. 4节建立的压气机定常流场计算模型，进行压气机中叶片表面、无叶扩压器和蜗壳表面静压及速度矢量计算^[2] 。

2. 5. 1叶片表面静压及速度矢量分布
      图2-14和图2-15是某型号涡轮增压器在转速130000r/min和110000r/min条件下的叶片表面静压分布，图2-16和图2-17是该涡轮增压器在转速130000r/min和110000r/min条件下的叶片表面速度矢量分布。

 

      根据叶片表面静压及速度矢量分布计算结果，可以分析得到以下结论:
      1)静压分布从叶轮进口至叶轮出口，压力明显递增，叶轮出口处压力达到最大。压力梯度变化在吸力面高于压力面，压力表面的压力分布比较均匀，主叶片相对于分流叶片，其压力梯度变化比较明显。

      2)气体进人叶轮后，叶轮对气流做功，使得气体流速增加，气体速度变化比较均匀，从叶轮进口至出口，速度梯度变化平缓递增。

      3)某型号涡轮增压器在转速130000r/min和转速110000r/min条件下的主叶片和分流叶片表面静压分布基本相同，转速在130000r/min条件下的比转速在110000r/min条件下的叶片表面静压均大，尤其在叶片出口处，转速在130000r/min条件下的比转速在110000r/min条件下的表面静压大18kPa。
    
      4)该涡轮增压器在转速130000r/min和转速110000r/min条件下的主叶片和分流叶片表面速度矢量分布基本相同，在转速130000r/min条件下的比转速110000r/min条件下的叶片表面速度均大，尤其在叶片出口处，在转速130000r/min条件下的比转速110000r/min条件下的表面速度大20m/s。

2.5.2无叶扩压器和蜗壳表面静压及速度矢量分布
   
      无叶扩压器和蜗壳表面静压及速度矢量分布如图2-18~~图2-21(图2-21见书后彩插)所示。

   

      根据以上无叶扩压器和蜗壳表面静压及速度矢量分布计算结果，可以分析得到以下结论：    
      1)无叶扩压器和蜗壳整体压力分布稳定，没有突变现象。沿其径向方向，无叶扩压器表面静压有明显升高。蜗壳内的静压分布随流道截面面积增大而增大。
   
      2)从扩压器进口到蜗壳出口，静压不断升高，速度下降梯度明显，其中无叶扩压器表面速度沿其径向方向依次减小，蜗壳表面速度随着流道截面面积增大而减小。此通流部件的功能是将空气引至发动机的进口，气流速度(动能)的一部分转化为压力能，气流速度进一步降低到发动机所需要的程度。
   
      3)某型号涡轮增压器在转速130000r/min和转速110000r/min条件下的无叶扩压器和蜗壳表面静压分布基本相同;涡轮增压器在转速130000r/min条件下的无叶扩压器和蜗壳表面静压比转速110000r/min条件下的均大，尤其在蜗壳出口处，在转速130000r/min条件下的比转速110000r/min条件下的表面静压大19 kPa 。
    
      4)该涡轮增压器在转速130000r/min和转速110000r/min条件下的无叶扩压器和蜗壳表面速度矢量分布基本相同;涡轮增压器在转速130000r/min条件下的无叶扩压器和蜗壳表面速度比转速110000r/min条件下的均大，尤其在无叶扩压器进口处，在转速130000r/min条件下的比转速110000r/min条件下的表面速度大20m/s。