本申請(qǐng)屬于壓縮機(jī)，具體涉及一種基于葉片切削增大壓縮機(jī)中間級(jí)最大流量的方法。

背景技術(shù)：

1、一般情況下，壓縮機(jī)廠商通過選型軟件將一系列壓縮機(jī)模型級(jí)合理的排列起來，以達(dá)到用戶的性能需求。目前，壓縮機(jī)模型級(jí)常見的設(shè)計(jì)方法包括：(1)一維/準(zhǔn)三維/cfd的全新模型級(jí)優(yōu)化設(shè)計(jì)，(2)基于母型級(jí)的子午切割方法實(shí)現(xiàn)派升級(jí)設(shè)計(jì)。方法1的特點(diǎn)是得到的模型級(jí)葉型和子午線均為全新設(shè)計(jì)；方法2的子午線為全新設(shè)計(jì)。然而，在一些特殊條件下，上述設(shè)計(jì)方法不能完全滿足實(shí)際需求。

2、例如一臺(tái)單軸三級(jí)壓縮機(jī)組已經(jīng)加工完畢或者已在現(xiàn)場投產(chǎn)運(yùn)行，五級(jí)壓縮機(jī)的葉輪按順序安裝在轉(zhuǎn)軸上。此時(shí)，由于工藝變更或者加工制造問題，需要增大壓縮機(jī)中間級(jí)的流量。此時(shí)，最為直接的辦法是變更設(shè)計(jì)方案，在該級(jí)采用更大流量系數(shù)的壓縮機(jī)模型級(jí)代替現(xiàn)有方案。采用這種解決方法的代價(jià)是至少需要重新生產(chǎn)中間級(jí)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子件和定子件，部分情況可能需要重新加工轉(zhuǎn)軸和前、后級(jí)的定子件，也就意味著至少需要增加一臺(tái)機(jī)組的五分之一的材料加工費(fèi)，并且耽誤工期，以及占用機(jī)床，最終可能使機(jī)組成本增加較大，極大的降低了企業(yè)的盈利水平。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)或相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

2、為了解決上述問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于葉片切削增大壓縮機(jī)中間級(jí)最大流量的方法，包括以下步驟：

3、s1、獲取目標(biāo)壓縮機(jī)計(jì)算域a預(yù)期最大流量mm2；

4、s2、采用cfd方法分析現(xiàn)有壓縮機(jī)，并獲取現(xiàn)有壓縮機(jī)計(jì)算域b最大流量mkm1，所述現(xiàn)有壓縮機(jī)計(jì)算域b最大流量mkm1與所述目標(biāo)壓縮機(jī)計(jì)算域a預(yù)期最大流量mm2進(jìn)行對(duì)比，判斷其比值是否滿足預(yù)設(shè)系數(shù)lk；如果滿足，則進(jìn)行步驟s8；如果不滿足，則進(jìn)行步驟s3；

5、s3、根據(jù)所述現(xiàn)有壓縮機(jī)計(jì)算域b最大流量mkm1，獲取最大流量工況點(diǎn)最大流量入口氣流角αm1與葉片安裝角β0，并得到最小負(fù)攻角γmm；

6、s4、獲取目標(biāo)壓縮機(jī)計(jì)算域a預(yù)期最大流量mm2相對(duì)所述現(xiàn)有壓縮機(jī)計(jì)算域b最大流量mkm1所需增大的比例系數(shù)l；

7、s5、對(duì)所述現(xiàn)有壓縮機(jī)葉輪進(jìn)行參數(shù)化建模，獲取葉片通道的面積變化a和葉片安裝角β隨弦長變化函數(shù)；

8、s6、根據(jù)所述最小負(fù)攻角γmm、葉片安裝角β和葉片通道截面積ah確定葉片前緣切割位置；

9、s7、采用cfd方法計(jì)算切割后壓縮機(jī)葉片計(jì)算域b的最大流量mkm2，所述切割后壓縮機(jī)葉片計(jì)算域b最大流量mkm2與所述目標(biāo)壓縮機(jī)計(jì)算域a預(yù)期最大流量mm2進(jìn)行對(duì)比，判斷其比值是否滿足預(yù)設(shè)系數(shù)lk；如果滿足，則進(jìn)入步驟s8；如果不滿足，則進(jìn)入步驟s6；

10、s8、對(duì)所述切割后壓縮機(jī)的計(jì)算域a的最大流量進(jìn)行計(jì)算，判斷是否滿足設(shè)計(jì)需求，如果滿足，則設(shè)計(jì)結(jié)束；如果不滿足，則進(jìn)行步驟s9；

11、s9、對(duì)所述切割后壓縮機(jī)的回流器葉片數(shù)、厚度和安裝角進(jìn)行優(yōu)化，直到滿足設(shè)計(jì)需求位置。

12、可選的，在所述s3中，所述最小負(fù)攻角γmm＝αm1-β0。

13、可選的，所述s6包括：

14、s61、對(duì)現(xiàn)有壓縮機(jī)最大流量cfd計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，確定葉輪前緣所能承受的最小負(fù)攻角γmm；

15、s62、根據(jù)現(xiàn)有壓縮機(jī)侯口投影面積aht1和目標(biāo)壓縮機(jī)侯口投影面積aht2確定葉片前緣切割位置。

16、可選的，所述s62包括：

17、s621、根據(jù)轉(zhuǎn)速和所需目標(biāo)壓縮機(jī)最大流量mm2可以計(jì)算出葉頂處的相對(duì)氣流角αm2；

18、s622、所述現(xiàn)有壓縮機(jī)侯口投影面積aht1表示如下：

19、aht1＝ah1*cos(αm1-β0)-arm

20、

21、式中：αm1-最大流量入口氣流角；β0-現(xiàn)有狀態(tài)葉片安裝角；γmm-最小負(fù)攻角；

22、s623、在不同相對(duì)弦長位置切割葉片前緣時(shí)，所述目標(biāo)壓縮機(jī)侯口投影面積aht2表示如下：

23、aht2(m)＝ah2(m)*cos(αm2-βm)-arm

24、

25、式中，αm2-葉頂處的相對(duì)氣流角；βm-在弦長為m處切割后的葉片安裝角；γmm-最小負(fù)攻角；

26、s624、所述現(xiàn)有壓縮機(jī)侯口投影面積隨著切割位置的變化而變化，當(dāng)滿足aht2(m2)＝l*aht1，則可確定葉片前緣切割位置，l為比例系數(shù)。

27、可選的，在步驟s1及步驟s2中，所述目標(biāo)壓縮機(jī)及現(xiàn)有壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速相同。

28、可選的，在步驟s1與s2之間還需要根據(jù)現(xiàn)有壓縮機(jī)幾何數(shù)據(jù)，建立計(jì)算模型。

29、有益效果

30、本發(fā)明的實(shí)施例中所提供的一種基于葉片切削增大壓縮機(jī)中間級(jí)最大流量的方法，可以保持中級(jí)的子午型線不變，通過cfd分計(jì)算分析確定中間級(jí)葉輪前緣切割位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)局部結(jié)構(gòu)變更，增大模型級(jí)最大流量，滿足變更方案的需求的同時(shí)，最大限度的降低機(jī)組變更成本。

技術(shù)特征：

1.一種基于葉片切削增大壓縮機(jī)中間級(jí)最大流量的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于葉片切削增大壓縮機(jī)中間級(jí)最大流量的方法，其特征在于，在所述s3中，所述最小負(fù)攻角γmm＝αm1-β0。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于葉片切削增大壓縮機(jī)中間級(jí)最大流量的方法，其特征在于，所述s6包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于葉片切削增大壓縮機(jī)中間級(jí)最大流量的方法，其特征在于，所述s62包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于葉片切削增大壓縮機(jī)中間級(jí)最大流量的方法，其特征在于，在步驟s1及步驟s2中，所述目標(biāo)壓縮機(jī)及現(xiàn)有壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速相同。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于葉片切削增大壓縮機(jī)中間級(jí)最大流量的方法，其特征在于，在步驟s1與s2之間還需要根據(jù)現(xiàn)有壓縮機(jī)幾何數(shù)據(jù)，建立計(jì)算模型。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于葉片切削增大壓縮機(jī)中間級(jí)最大流量的方法，包括以下步驟：S1、獲取目標(biāo)壓縮機(jī)計(jì)算域A預(yù)期最大流量Mm2；S2、采用CFD方法分析現(xiàn)有壓縮機(jī)，并獲取現(xiàn)有壓縮機(jī)計(jì)算域B最大流量Mkm1，所述現(xiàn)有壓縮機(jī)計(jì)算域B最大流量Mkm1與所述目標(biāo)壓縮機(jī)計(jì)算域A預(yù)期最大流量Mm2進(jìn)行對(duì)比，判斷其比值是否滿足預(yù)設(shè)系數(shù)Lk；如果滿足，則進(jìn)行步驟S8；如果不滿足，則進(jìn)行步驟S3；本發(fā)明可以保持中級(jí)的子午型線不變，通過CFD分計(jì)算分析確定中間級(jí)葉輪前緣切割位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)局部結(jié)構(gòu)變更，增大模型級(jí)最大流量，滿足變更方案的需求的同時(shí)，最大限度的降低機(jī)組變更成本。

技術(shù)研發(fā)人員：孫永瑞,王楠,張錦,陶琛,孫玉瑩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈鼓集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17