[发明专利]一种MCL压缩机模型级及其设计方法

权利要求书

1.一种MCL压缩机模型级，其特征在于：所述模型级位于压缩机内，包括叶轮(1)、无叶扩压器(2)、弯道(3)及回流器(4)，其中叶轮(1)位于模型级的入口位置，在所述叶轮(1)的出口设有无叶扩压器(2)，所述回流器(4)位于模型级的出口位置，所述无叶扩压器(2)与回流器(4)之间通过弯道(3)相连通；所述模型级的机器马赫数M_u2＝0.6～0.9，流量系数Φ₁＝0.119～0.195，能头系数τ＝0.59～0.74，多变效率η_pol＝0.848～0.862；所述叶轮(1)为闭式的三元流动叶轮，三元流动叶轮的设计参数如下：叶轮出口平均外径D_2m＝450mm，叶片数Z＝17，叶轮相对出口宽度b₂为叶轮出口宽度，叶轮叶片出口安装角70°。

2.按照权利要求1所述的MCL压缩机模型级，其特征在于：所述机器马赫数M_u2的计算公式如下：

其中：

u_2m—叶轮平均外径处的圆周速度；

a—叶轮入口处的音速；

n—叶轮转速；

D_2m—叶轮出口平均外径；

Z—压缩性系数；

K—绝热指数；

R—气体常数；

T_in—叶轮入口温度。

3.按照权利要求1所述的MCL压缩机模型级，其特征在于：所述流量系数Ф₁的计算公式如下：

其中：

Q_in—叶轮入口容积流量；

D_2m—叶轮出口平均外径；

u_2m—叶轮平均外径处的圆周速度。

4.按照权利要求1所述的MCL压缩机模型级，其特征在于：所述多变效率η_pol的计算公式如下：

${\mathrm{\η}}_{pol}=\frac{K-1}{K}\frac{\ln \left(\frac{P_2}{P_1}\right)}{\ln \left(\frac{T_2}{T_1}\right)}$

K—气体绝热指数；

P₂—级出口气体压力；

P₁—级入口气体压力；

T₂—级出口气体温度；

T₁—级入口气体温度。

5.按照权利要求1所述的MCL压缩机模型级，其特征在于：所述能头系数τ的计算公式如下：

其中：

h_tot—总能量头；

g—重力加速度；

u_2m—叶轮平均外径处的圆周速度。