摘要：针对旋转变径圆管内螺旋流场激光多普勒测速(laser Doppler velocimetry,LDV)存在的窗口振动、光束难聚焦与旋转多普勒效应等问题,设计了同轴双带驱动LDV实验装置。采用折射率匹配和光路计算相结合的方法,实现了其速度场的二维LDV测量,得到了不同壁面旋转率下变径圆管内螺旋流的切向、轴向速度分布。实验结果表明:旋转与螺旋流同向时,切向速度明显增加,最大切向速度随旋转率的增加率约为10%/N,最大切向速度点向边壁移动;当旋转率与螺旋流自身旋转率接近时,外涡流区几乎消失;旋转与螺旋流反向时,切向速度随之减小,最大切向速度随旋转率的减小率约为8%/N,最大切向速度点向轴心移动;不论壁面正反旋转,近壁区轴向速度都产生了层流化的趋势。

摘要：针对流量系数为0.196的大流量系数离心压缩机模型级,采用CFD方法,研究其在简化动静间隙泄漏结构时替换壁面旋转区域大小对离心压缩机流场及性能的影响。计算结果表明:叶轮出口替换间隙壁面的旋转长度小于23.33%间隙高度时预报结果相差较小,与实验值较为吻合,超过该值计算得到的多变效率与旋转壁面长度呈线性增长趋势。这主要由于旋转壁面长度小于23.33%间隙高度时,静止壁面的粘性阻力作用强行将叶轮出口盖侧高速区减速,产生了较大损失,而超过该高度时,该高速区域的形态基本发展完整,从而使得额外旋转壁面对流体做功直接增加了轮盖侧流体的总压值,增加了轮盖侧流体气流角,提高了整级性能。设计工况下,当叶轮出口旋转壁面长度等于6.67%间隙高度时,计算得到的扩压器进口周向平均气流角与考虑间隙结构时结果基本一致,得到的多变效率比考虑间隙泄漏结构时高1.56%,总压比高1.82%。由此说明不考虑动静间隙泄漏时,合理选取叶轮出口替换间隙物面的旋转长度能够保证计算结果的可靠性。