单级压气机放大模化方法及系统与流程

技术特征：
1.一种单级压气机放大模化方法，其特征在于，包括如下步骤：模型建立步骤：将原模型进行放大，得到放大模型；间隙修正步骤：采用叶顶间隙修正放大模型；尺寸修正步骤：采用扩压器出口尺寸修正放大模型；使用步骤：基于放大模型进行气动实验和计算，对原模型进行气动性能分析。2.根据权利要求1所述的单级压气机放大模化方法，其特征在于，在所述模型建立步骤中，将原模型几何尺寸按照放大因子进行放大，同时保证放大后压气机的质量流量系数和机器马赫数不变。3.根据权利要求1所述的单级压气机放大模化方法，其特征在于，在所述间隙修正步骤中，按照间隙损失原则，采用压气机动叶的叶顶间隙修正放大模型，保证压气机的间隙损失和总损失的比值不变。4.根据权利要求1所述的单级压气机放大模化方法，其特征在于，在所述尺寸修正步骤中，采用压气机的扩压器出口半径修正放大模型，保证压气机的扩压器摩擦损失系数不变。5.根据权利要求2所述的单级压气机放大模化方法，其特征在于，在所述模型建立步骤中，式中φ为质量流量系数，q为压气机进口体积流量，u2为叶轮圆周速度，d2为叶轮直径，π表示圆周率；式中为机器马赫数，κ为绝热指数，r为气体常数，t0为进口总温。6.根据权利要求3所述的单级压气机放大模化方法，其特征在于，在所述间隙修正步骤中，式中h
′
l,i
为原型间隙损失，h
′
l,m
为放大模型间隙损失，sf为放大因子；间隙损失计算所用公式包括：式中h
l
为叶顶间隙内的气动损失，h
s
为泄露流引起的二次流损失修正，h
′
l
为叶顶间隙内的总气动损失，ε
m
为叶顶间隙，d
m
为叶顶间隙的四倍水力直径，g
l
为叶轮单流道质量泄漏
量，g
b
为机匣附件边界层质量流量，g
c
为叶轮单通道质量流量，g为重力加速度。为叶轮雷诺数，re
ε
为叶顶间隙处雷诺数；叶轮雷诺数和叶顶间隙处雷诺数计算所用公式包括：式中ν为流体运动粘度，为平均泄露流速度；叶轮单流道的泄漏流量计算所用公式包括：式中ρ
i
为单个叶顶间隙区域内的流体密度，s
i
为叶顶间隙面积，v
i
为泄露流速度，p
pi
为叶顶间隙压力面压力，p
si
为叶顶间隙吸力面压力。计算泄漏流量时将叶顶间隙分为多个单元，i为单元序号。7.根据权利要求4所述的单级压气机放大模化方法，其特征在于，在所述尺寸修正步骤中，式中c
fd
为摩擦损失系数，k
c
为无叶扩压器摩擦因子，b3为扩压器出口宽度，b
d
为扩压器的阻塞系数，t
dm
为扩压器中段的静温，t
total,dm
为扩压器中段总温，n为流体粘性的温度修正指数，r2为叶轮出口半径，r3为扩压器出口半径，b2为叶轮出口宽度，re
dm
为扩压器中段雷诺数；扩压器中段雷诺数计算所用公式包括：式中r
dm
为扩压器中段半径，v
dm
为扩压器中段气流速度，ν为流体运动粘度。8.一种单级压气机放大模化系统，其特征在于，包括如下模块：模型建立模块：将原模型进行放大，得到放大模型；间隙修正模块：采用叶顶间隙修正放大模型；尺寸修正模块：采用扩压器出口尺寸修正放大模型；使用模块：基于放大模型进行气动实验和计算，对原模型进行气动性能分析。9.根据权利要求8所述的单级压气机放大模化系统，其特征在于，在所述模型建立模块
中，将原模型几何尺寸按照放大因子进行放大，同时保证放大后压气机的质量流量系数和机器马赫数不变。10.根据权利要求8所述的单级压气机放大模化系统，其特征在于，在所述间隙修正模块中，按照间隙损失原则，采用压气机动叶的叶顶间隙修正放大模型，保证压气机的间隙损失和总损失的比值不变；在所述尺寸修正模块中，采用压气机的扩压器出口半径修正放大模型，保证压气机的扩压器摩擦损失系数不变。

技术总结
本发明提供了一种单级压气机放大模化方法及系统，包括如下步骤：模型建立步骤：将原模型进行放大，得到放大模型；间隙修正步骤：采用叶顶间隙放大修正模型；尺寸修正步骤：采用扩压器出口尺寸放大修正模型；使用步骤：基于放大模型进行气动实验和计算，对原模型进行气动性能分析。本发明提供的单级压气机放大模化方法，在原放大模型的基础上，分别通过间隙损失准则以及扩压器的摩擦损失系数进行修正，实现了放大模型与原模型的流场相似。了放大模型与原模型的流场相似。了放大模型与原模型的流场相似。


技术研发人员：杨波 谢泓 张书义
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2021.08.26
技术公布日：2021/11/9