[发明专利]离心压气机及其设计方法

权利要求书

1.一种离心压气机，其特征在于，

包括用于形成气流通道以使气流通过并利用离心力对气流做功的前排离心叶轮（1）、处于所述前排离心叶轮（1）的气流出口用于形成气流通道以使气流通过并利用离心力对气流做功的后排离心叶轮（2）以及处于所述后排离心叶轮（2）的气流出口用于对气流减速扩压并使气流由径向转为轴向的轴向扩压器（3），

所述后排离心叶轮（2）的旋转方向与所述前排离心叶轮（1）的旋转方向相反，以使所述前排离心叶轮（1）为所述后排离心叶轮（2）提供反预旋；

所述后排离心叶轮（2）的叶片的气流进口部位设为前掠结构（21），所述前掠结构（21）能够在叶片的吸力面形成两端压力高中间压力低的“C”型压力分布，且叶片前缘的内凹型弯曲结构能够进一步加强“C”型压力分布的趋势。

2.根据权利要求1所述的离心压气机，其特征在于，

所述后排离心叶轮（2）的转速小于所述前排离心叶轮（1）的转速。

3.根据权利要求2所述的离心压气机，其特征在于，

所述后排离心叶轮（2）采用闭式叶轮。

4.根据权利要求1所述的离心压气机，其特征在于，

所述前排离心叶轮（1）的叶片采用多重分流叶片。

5.根据权利要求1所述的离心压气机，其特征在于，

所述前排离心叶轮（1）的叶片后弯角为-35度至-40度，所述后排离心叶轮（2）的叶片后弯角为-25度至-35度。

6.一种离心压气机设计方法，用于设计如权利要求1~5任一项所述的离心压气机，其特征在于，包括以下步骤：

a、零维参数分析：确定前排离心叶轮（1）和后排离心叶轮（2）的比转速、流量系数和负荷系数；

b、一维参数计算：根据离心压气机基本原理得到前排离心叶轮（1）和后排离心叶轮（2）的气动参数和几何参数；

c、三维造型设计：根据零维参数分析和一维参数计算得到的前排离心叶轮（1）和后排离心叶轮（2）的气动参数和几何参数，进行三维造型设计；

所述步骤a中的零维参数分析具体包括以下步骤：

根据常规离心压气机设计方法，尝试给出前排离心叶轮（1）的压比和效率，由离心压气机的设计总压比和设计效率，得到后排离心叶轮（2）的压比和效率；

根据离心压气机的设计换算流量以及前排离心叶轮（1）的效率，得到后排离心叶轮（2）的换算流量；

预估前排离心叶轮（1）和后排离心叶轮（2）的负荷系数，由前排离心叶轮（1）和后排离心叶轮（2）的换算流量和负荷系数得到前排离心叶轮（1）和后排离心叶轮（2）的流量系数；

根据前排离心叶轮（1）和后排离心叶轮（2）的压比、换算流量以及负荷系数得到前排离心叶轮（1）和后排离心叶轮（2）的比转速；

分析前排离心叶轮（1）和后排离心叶轮（2）的比转速、流量系数以及负荷系数是否合理，若不合理则重新给出前排离心叶轮（1）和后排离心叶轮（2）的压比和效率，直至前排离心叶轮（1）和后排离心叶轮（2）的比转速、流量系数以及负荷系数处于合理范围内。

7.根据权利要求6所述的离心压气机设计方法，其特征在于，

所述前排离心叶轮（1）的比转速为0.5~1.0；

所述后排离心叶轮（2）的比转速为0.4~0.65。

8.根据权利要求6所述的离心压气机设计方法，其特征在于，

所述前排离心叶轮（1）的流量系数为0.04~0.07；

所述后排离心叶轮（2）的流量系数为0.02~0.05。

9.根据权利要求6所述的离心压气机设计方法，其特征在于，

所述前排离心叶轮（1）的负荷系数为0.45~0.64；

所述后排离心叶轮（2）的负荷系数为0.45~0.64。