热能动力工程

作者：王子龙,谢鸿宇,曹培愉,黄典贵

单位：上海理工大学能源与动力工程学院,,上海理工大学能源与动力工程学院,,上海理工大学能源与动力工程学院,,上海理工大学能源与动力工程学院,

关键词：离心式压气机;对转式压气机;气动设计;数值模拟

针对结构复杂、参数耦合性强的对转离心式压缩机，通过正交试验优化其气动设计参数。相较于常规单转子离心压缩机仅需优化进口流量、转速等基础参数，对转结构需同时协调上下游转子间的气动匹配关系（如转速比、叶片干涉效应等），其设计自由度与难度显著增加。因此系统分析了Maw3（下游叶轮进口相对马赫数）、ψ（下游叶轮能量头系数）、β4（下游叶轮出口相对气流角）、Zb（下游叶片数）、RAt(下游叶栅喉口面积比)等参数对整级等熵总效率（ηst）的影响规律。结果表明：当Maw3=1.30、ψ=0.52、β4=18°、Zb=7、RAt=0.95时，可获得最高整级等熵总效率ηst=83.63%。其中各参数间存在耦合关系：下游叶片包角θb随Maw3、ψ、β4减小而增大，随Zb和RAt增大而减小；高ηst区域集中在Maw3较小、ψ较大的组合，而Zb=7和RAt=0.95时效率表现最佳。通过改变上下游不同转速比，所研对转离心式压缩机在设计转速附近最高效率出现峰值，流量范围出现峰值，综合裕度较大，压比较高。变转速工况验证表明：随上游叶轮转速增大，上下游叶轮转速比应由大减小。

来源：2026年第4期

《热能动力工程》期刊编辑部

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