【技术实现步骤摘要】
压气机全工况性能预测方法
本专利技术涉及机械
，更具体的说，是涉及一种离心压气机全工况气动性能的预测方法。
技术介绍
离心压气机广泛应用于航空发动机、地面燃气轮机、汽车船舶涡轮增压器、石油化工压缩机，在国防、民用工业等领域发挥着不可替代的作用。在离心压气机气动设计与优化过程中，通常需要反复修改几何模型并评估其全工况气动性能。快速、准确预测压气机全工况气动性能是优化设计中一项关键技术。传统的做法一般采用数值模拟方法计算全工况气动性能，但需要消耗大量的计算资源及时间，难以满足工程上对高性能压气机快速设计的需要。因此需要发展压气机全工况气动性能快速准确的预测方法，最大限度地减少优化设计的成本及周期。传统的流量预测方法分别采用阻塞理论模型及失速理论模型对阻塞流量和喘振流量进行预测，理论模型在推导过程中进行了大量简化，本质上为一维的预测模型，因此预测精度较差。尤其是针对结构紧凑的高转速涡轮增压器压气机，预测结果鲁棒性差。传统的效率预测方法和总压比的预测方法经过理论分析建立半经验的损失模型，可靠性依赖于用于建立损失...
【技术保护点】
1.一种压气机全工况性能预测方法，包括流量范围的预测方法，其特征在于，所述流量范围的预测方法包括下述步骤：/n(1)根据设计点的参数，采用公式(1)将设计点的质量流量
【技术特征摘要】
1.一种压气机全工况性能预测方法，包括流量范围的预测方法，其特征在于，所述流量范围的预测方法包括下述步骤：
(1)根据设计点的参数，采用公式(1)将设计点的质量流量换算成设计点的流量系数Φp,d，所述公式(1)为
其中，是设计点的质量流量；R是气体常数；Tt1是进口总温；pt1是进口总压；Mu2,d是设计机器马赫数；D2是叶轮出口直径；γ是比热比；
(2)给定任一转速下的机器马赫数Mu2作为当前机器马赫数，采用公式(2)计算当前机器马赫数下最高效率点的流量系数Φp，将设计点的流量换算成任一转速下最高效率点的流量；所述公式(2)为：
其中，Φp,d是设计点的流量系数，Mu2是当前机器马赫数，Mu2,d是设计机器马赫数，b0、b1、b2、b3、b4和b5分别为多项式拟合的系数，取值分别为b0＝0.9262，b1＝0.7086，b2＝-2.2508，b3＝3.2103，b4＝-1.8101，b5＝0.3493；
(3)采用公式(3)计算当前机器马赫数下最高效率点的流量系数Φp与阻塞流量系数Φc之比，所述公式(3)为：
其中，Mu2是当前机器马赫数，B0，B1，B2，B3，B4，B5是多项式拟合的系数，取值分别为B0＝-0.3930，B1＝5.6677，B2＝-13.0287，B3＝13.6095，B4＝-6.3486，B5＝1.0882；
(4)采用公式(4)计算当前机器马赫数下的阻塞流量系数Φc，所述公式(4)为：
(5)采用公式(5)计算当前机器马赫数下喘振流量系数Φs与阻塞流量系数Φc之比，所述公式(5)为：
其中，Mu2是当前机器马赫数，A0，A1，A2，A3，A4，A5是多项式拟合的系数，取值分别为A0＝-0.2308，A1＝2.8195，A2＝-6.3679，A3＝6.5889，A4＝-2.8851，A5＝0.4466；
(6)采用公式(6)计算当前机器马赫数下的喘振流量系数Φs，所述公式(6)为：
其中，Φc当前机器马赫数下阻塞流量系数。
2.根据权利要求1所述的压气机全工况性能预测方法，其特征在于，给定任一流量系数Φ，满足Φs≤Φ≤Φc，根据下述公式(15)将流量系数换算成质量流量改变当前机器马赫数，重复权利要求1所述的步骤(2)-(6)得到不同转速下的阻塞流量系数和喘振流量系数；并计算得到不同转速不同流量系数下的质量流量，从而得到压气机全工况下的质量流量；所述公式(15)为：
3.一种压气机全工况性能预测方法，包括压气机效率的预测方法，其特征在于，所述压气机效率的预测方法包括下述步骤：
(1)根据设计点的效率，给定任一转速下的机器马赫数Mu2作为当前机器马赫数，采用公式(7)计算当前机器马赫数下的最高效率ηp，将设计点的效率换算成当前转速下的最高效率，所述公式(7)为：
其中，ηp,d是设计点的效率，Mu2是当前机器马赫数，Mu2,d是设计机器马赫数，a0，a1，a2，a3，a4，a5是多项式拟合的系数，取值分别为a0＝0.9217，a1＝0.5132，a2＝-1.5070，a3＝2.1083，a4＝-1.2919，a5＝0.2569；
(2)采用椭圆分段逼近方法计算得到当前转速下流量范围内任一流量系数所对应的效率。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：李孝检，赵祎佳，刘正先，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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