一种采用修正模型对叶轮切割后的高压比压气机进行一维中线性能预测的方法与流程

1.本发明涉及压气机技术领域，尤其涉及一种高压比压气机叶轮切割后性能分析方法。


背景技术：

2.压气机广泛应用于化工、冶金、煤炭、石油、电力、国防、轻工、农业和民用部门，压气机性能的准确预测，对压气机研发与国家能源应用有着重要的意义。在压气机的研发过程中，当运行工况或目标压比改变时，经常对已有的叶轮进行一定的切割，使其适应新的运行工况或目标，节省设计成本，加快研发效率。相对于普通低压比压气机，高压比、高负荷有着更为复杂的结构，通常具有多排叶片。因此在性能预测的过程中，前端部件性能预测的微小误差，会对后端部件的预测结果造成更大的影响，出现误差的叠加累积效应。同时，高负荷压气机设计压比高，流量区间小，性能参数相对于几何模型更为敏感，几何参数微小的调整，会对机器工作流量区间与性能参数造成大的影响。因此，对于压气机切割后的性能预测，则更为困难。
3.目前，对压气机气动特性仍需要逐步进行一维中线设计、二维通流设计、三维cfd分析，每步所花费的时间基本上是逐步呈指数规律增加，即三维cfd分析所用时间》》二维通流设计所用时间》》一维中线设计所用时间。基于此，需要在一维中线设计阶段，对高压比压气机叶轮切割性能预测精度进行提升，可大大缩短研发周期，提升研发效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种高压比压气机叶轮切割后性能分析方法，相比现有的一维预测技术，采用原始叶轮的高精度性能数据对缺省计算模型进行了一定修正，将修正后的计算模型应用到叶轮切割后的新压气机性能预测中，使其性能预测结果更为准确。
5.本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种高压比压气机叶轮切割后性能分析方法，包括以下步骤：
7.步骤一：采用缺省计算模型，对原始模型进行性能分析；
8.步骤二：以原始模型的高精度性能数据作为目标，对压气机计算模型进行修正，形成计算模型修正偏差值，使压气机性能达到目标性能；
9.步骤三：计算模型修正特征量，同模型修正偏差值形成数据组进行保存；
10.步骤四：在压气机原始模型的基础上进行叶轮切割；
11.步骤五：采用缺省计算模型，对叶轮切割后压气机进行性能分析；
12.步骤六：计算新压气机模型修正特征量，并以此作为基准插值计算获得模型修正偏差值；
13.步骤七：将获得的模型修正偏差值附加于缺省计算模型，对切割后的压气机进行性能预测，得到压气机性能参数。
14.本发明的有益效果是：
15.(1)对原始叶轮进行切割修改后，可快速进行性能预测，无需通过cfd计算漫长的时间等待，提升了研发效率。
16.(2)相比现有的一维预测技术，采用原始压气机的高精度性能数据对缺省计算模型进行了一定修正，应用到叶轮切割后新压气机后，可使其的性能预测更为准确。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为原始方法一维中线和三维cfd预测结果比较；
19.图2为本技术方案一维中线和三维cfd预测结果比较。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
21.根据本发明的实施例，提供了一种高压比压气机叶轮切割后性能分析方法。
22.参照图1-2，根据本发明实施例的高压比压气机叶轮切割后性能分析方法，包括以下步骤：
23.步骤一：采用缺省计算模型，对原始模型进行性能分析；
24.步骤二：对原始模型进行cfd计算，得到高精度数据点；
25.步骤三：导入得到的cfd计算结果，以其数据点作为性能目标，对压气机计算模型进行修正，形成计算模型修正偏差值，使压气机性能达到目标性能；
26.步骤四：计算模型修正特征量，同模型修正偏差值形成数据组进行保存；
27.步骤五：在压气机原始模型的基础上进行叶轮切割；
28.步骤六：采用缺省计算模型，对叶轮切割后压气机进行性能分析；
29.步骤七：计算新压气机模型修正特征量，并以此作为基准插值计算获得模型修正偏差值；
30.步骤八：将获得的模型修正偏差值附加于缺省计算模型，对切割后的压气机进行性能预测，得到压气机性能参数。
31.具体实施时，如图1和图2所示，对某高压比压气机进行叶轮外径切割1.2％，研究压气机的性能预测情况。采用原始方法对切割后压气机进行性能预测，一维中线性能预测结果与三维cfd计算结果效率与压比均有较大差异，并且在大流量区域无法预测出压气机堵塞现象。
32.采用本方法对切割后压气机进行性能预测，与三维cfd计算结果误差较小，效率与压比最大偏差为1％，堵塞流量预测误差为0.05％。
33.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其
发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种采用修正模型对叶轮切割后的高压比压气机进行一维中线性能预测的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：采用缺省计算模型，对原始模型进行性能分析；步骤二：以原始模型的高精度性能数据作为目标，对压气机计算模型进行修正，形成计算模型修正偏差值，使压气机性能达到目标性能；步骤三：计算模型修正特征量，同模型修正偏差值形成数据组进行保存；步骤四：在压气机原始模型的基础上进行叶轮切割；步骤五：采用缺省计算模型，对叶轮切割后压气机进行性能分析；步骤六：计算新压气机模型修正特征量，并以此作为基准插值计算获得模型修正偏差值；步骤七：将获得的模型修正偏差值附加于缺省计算模型，对切割后的压气机进行性能预测，得到压气机性能参数。

技术总结
本发明公开了一种采用修正模型对叶轮切割后的高压比压气机进行一维中线性能预测的方法，包括以下步骤：步骤一：采用缺省计算模型，对原始模型进行性能分析；步骤二：以原始模型高精度性能参数作为目标，对压气机计算模型进行调整，形成计算模型修正偏差值，使压气机性能达到目标性能；步骤三：计算模型修正特征量，同模型修正偏差值形成数据组进行保存；步骤四：在压气机原始模型的基础上进行叶轮切割。步骤五：采用修正模型对切割后模型进行性能预测。有益效果是：对原始叶轮进行切割修改后，可快速进行性能预测，无需通过CFD计算漫长的时间等待，提升了研发效率。相比现有的一维预测技术，采用原始叶轮的性能参数对缺省计算模型进行了一定修正，使压气机的性能预测更为准确。准确。准确。


技术研发人员：张蕊 张希 王大磊 陈向辉
受保护的技术使用者：北京动力机械研究所
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/7/29