[发明专利]低稠度叶片扩压器的设计方法

权利要求书

1.一种低稠度叶片扩压器的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：计算常规叶片扩压器的弦长C、当量扩展角θ：

步骤2：给定待求叶片扩压器的叶片数变量Z′、用迭代法求取满足收敛准则|θ_c-θ|≤0.01的待求叶片扩压器的出口安装角β_4A′、待求叶片扩压器的弦长C′、待求叶片扩压器的稠度σ′，其中θ_c为待求扩压器的当量扩展角，θ为常规叶片扩压器的当量扩展角；

步骤3：获取多个不同稠度的叶形模型；

步骤4：对步骤3设计好的叶形模型利用三维CFD软件根据压缩机设计点效率、性能曲线进行仿真计算，确定最优的设计方案。

2.根据权利要求1所述的一种低稠度叶片扩压器的设计方法，其特征在于，所述步骤1包括以下步骤：

a.根据弦长计算公式计算常规叶片扩压器的弦长C；

b.将步骤a.得到的常规叶片扩压器的弦长C代入当量扩展角计算公式计算常规叶片扩压器的当量扩展角θ；

其中，D₃为常规叶片扩压器进口直径，b₃为常规叶片扩压器进口宽度，β_3A为常规叶片扩压器进口安装角，D₄为常规叶片扩压器出口直径，b₄为常规叶片扩压器出口宽度，β_4A为常规叶片扩压器出口安装角，Z为常规叶片扩压器的叶片数。

3.根据权利要求1所述的一种低稠度叶片扩压器的设计方法，其特征在于，所述步骤2包括以下步骤：

a.对迭代变量β_4A′赋初值，并将β_4A′代入弦长计算公式计算待求叶片扩压器的弦长C′；

b.将迭代变量β_4A′初值、步骤a.计算得到的弦长C′、以及给定的叶片数变量Z′代入当量扩展角计算公式计算待求叶片扩压器的当量扩展角θ_c，若|θ_c-θ|>0.01时，则增大β_4A′，重新回到步骤2的a中计算θ_c，迭代直至|θ_c-θ|≤0.01停止计算，得出计算结果：待求叶片扩压器的出口安装角β_4A′、待求叶片扩压器的弦长C′；

c.将给定的待求叶片扩压器的叶片数变量Z′、以及步骤2的b.计算得到的待求扩压器的弦长C′代入叶片稠度计算公式σ＝CZ/(πD₃)计算出待求叶片扩压器的稠度σ′；

其中，待求叶片扩压器的叶片数变量Z′为正整数且可根据设计要求的变化赋值；以下参数为不变量：D₃为常规叶片扩压器进口直径，b₃为常规叶片扩压器进口宽度，β_3A为常规叶片扩压器进口安装角，D₄为常规叶片扩压器出口直径，b₄为常规叶片扩压器出口宽度。

4.根据权利要求1所述的一种低稠度叶片扩压器的设计方法，其特征在于，所述步骤3根据步骤2计算出的最终计算结果β_4A′、C′、σ′以及已知常规叶片扩压器的几何参数D₃、b₃、β_3A、D₄、b₄作为待求低稠度扩压器的几何参数，用造型软件NREC设计出多个不同稠度的叶片扩压器的叶形模型；其中D₃为常规叶片扩压器进口直径，b₃为常规叶片扩压器进口宽度，β_3A为常规叶片扩压器进口安装角，D₄为常规叶片扩压器出口直径，b₄为常规叶片扩压器出口宽度。

5.根据权利要求1所述的一种低稠度叶片扩压器的设计方法，其特征在于，所述低稠度叶片扩压器的中弧线为抛物线型。