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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：本发明涉及一种离心压气机级串列扩压器，沿着气流方向上依次设有分别与所述扩压器轮毂和扩压器机匣固连的扩压器径向前排叶片、扩压器轴向后排主叶片和扩压器轴向后排分流叶片；扩压器径向前排叶片的尾缘延伸至所述子午流道的弯曲段上，所述的扩压器径向前排叶片用于提前在所述的弯曲段将径向流改变为轴向流；且扩压器径向前排叶片的尾缘与扩压器轴向后排主叶片前缘紧挨且之间设有流道间隙，所述的流道间隙使扩压器径向前排叶片压力面上的高能流体经过加速后，吹向扩压器轴向后排主叶片易于分离的吸力面，从而抑制或推迟扩压器轴向后排主叶片吸力面的分离；本发明显著抑制离心叶轮出口机匣处的回流，流场更加均匀。

主权项：1.一种离心压气机级串列扩压器，其特征在于，包括在扩压器的进风方向上依次连接设有的扩压器机匣（12）和轴向段机匣（13），还包括扩压器轮毂（8）和扩压器轮毂（8）后连接设置有的轴向段轮毂（9）；所述的扩压器机匣（12）与扩压器轮毂（8）配合形成扩压器子午流道，在所述的子午流道内，沿着气流方向上依次设有分别与所述扩压器轮毂（8）和扩压器机匣（12）固连的扩压器径向前排叶片（1）、扩压器轴向后排主叶片（2）和扩压器轴向后排分流叶片（3）；所述扩压器径向前排叶片（1）的尾缘延伸至所述子午流道的弯曲段上，所述的扩压器径向前排叶片（1）用于提前在所述的弯曲段将径向流改变为轴向流；且扩压器径向前排叶片（1）的尾缘与扩压器轴向后排主叶片（2）前缘紧挨且之间设有流道间隙，所述的流道间隙使扩压器径向前排叶片（1）压力面上的高能流体经过加速后，吹向扩压器轴向后排主叶片（2）易于分离的吸力面，从而抑制或推迟扩压器轴向后排主叶片（2）吸力面的分离；所述的扩压器径向前排叶片（1）均布设置在扩压器轮毂（8）的周面上，所述的扩压器轴向后排主叶片（2）和扩压器轴向后排分流叶片（3）交替均布设在扩压器轮毂（8）的轴向周面上；所述的扩压器径向前排叶片（1）的叶型是由以下方法步骤得到的：1）确定扩压器径向前排叶片（1）的叶高叶型的前缘点和尾缘点：首先将所述扩压器径向前排叶片（1）的叶高叶型等分为n层，分别为H1、H2、…Hn，其中，H1叶高叶型为轮毂与叶片的交界面，Hn叶高叶型为机匣与叶片的交界面，在与扩压器转轴方向垂直的面内，所述n个叶高叶型前缘为直线，叶片沿着n个叶高叶型前缘以直线的方式积叠，积叠时，在与转轴方向垂直的面内，前缘相对径向的倾斜角度为L度；选取一个圆柱坐标系，仅涉及Z及R两个维度，Z为横坐标，R为纵坐标；根据以上积叠方式，所述n个叶高叶型的每个叶高叶型前缘点由R坐标限制，每个叶高叶型尾缘点由Z坐标限制，那么所述的n个叶高叶型前缘点R坐标为R1、R2、…Rn；所述n个叶高叶型尾缘点Z坐标为Z1、Z2、…Zn；即得到了所述扩压器径向前排叶片（1）叶高叶型在Z-R子午平面内的前缘点和尾缘点；2）确定所述叶高叶型的中弧线：在所述的n个叶高叶型中，其中弧线是在对应叶高叶型曲面内由二维坐标系,θ定义，为由m个点定义的贝塞尔曲线；横坐标是以前缘点为起点，在所述Z-R子午平面内中弧线长度增量与半径比值的积分，其中弧线前缘点及尾缘点之间的点的m-2个点横坐标选取为等距离均匀分布；纵坐标为周向角度θ，通过流体仿真软件气动分析获得θ值；上述过程即得到了所述扩压器径向前排叶片（1）的叶高叶型对应的中弧线；3）确定所述叶高叶型半厚度分布：所述扩压器径向前排叶片（1）的叶型压力面与吸力面对称，其由相同分布的半厚度定义，半厚度分布过程中，横坐标用总长为单位1的等分表征横坐标，即前缘相对位置为0，尾缘相对位置为1，纵坐标为半厚度值；在所述的第n个叶高叶型，半厚度值沿由m个点定义的贝塞尔曲线自前缘至尾缘分别为Tn-1，Tn-2…，Tn-m，通过流体仿真软件气动分析获得对应的Tn-1，Tn-2…，Tn-m的值；在该叶高叶型内，以垂直中弧线的方式，在两边分别形成压力面、吸力面；4）确定所述扩压器径向前排叶片（1）的初步叶型：通过第三步中获得的叶高叶型半厚度分布，进一步获得叶高叶型，通过n个叶高叶型前缘点积叠形成初步叶型；5）确定所述扩压器径向前排叶片（1）的最终叶型：所述的扩压器径向前排叶片的前缘为尖前缘，其生成方式为：在每个叶高叶型，以其中弧线前缘点为起点，圆心在该离心压气机转轴上，在垂直于转轴的平面内画圆，该圆分别与上述叶高叶型的压力面、吸力面相交并形成两个交点；连结这两个交点，则压力面、吸力面在前缘处闭合；扩压器径向前排叶片的尾缘为椭圆，椭圆分别与叶型压力面、吸力面相切；则压力面、吸力面在尾缘处闭合。

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