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作者：魏国家;魏兆成;孙玉莹;
单位：辽宁省交通高等专科学校机电系;大连理工大学机械工程学院;沈鼓集团股份有限公司;
摘要：以工程中某直径400mm自由曲面叶轮为研究对象，将自由曲面叶片转化为直纹面以降低铣制成本，同时，为了确定叶片转化后对气动性能的影响，使用CFD软件Numeca模拟了在三个马赫数下自由曲面叶轮和转换后的直纹面叶轮内部流场情况，并在模型级试验台上进行气动性能试验验证。试验结果与数值分析结果均显示，转化后的直纹面叶轮与自由曲面叶轮对比，整体流量范围拓宽11%，设计工况下能量头系数τ提高了6.8%、压比ε提高1.5%、多变效率ηpol接近相同，则证明两者气动性能接近相同。通过进一步研究，产生以上结果的原因是转换后的直纹面叶轮叶片进口安装角度略变小，使得叶片前缘低能流体区减少，有效地提升了压比和多变效率；同时，转化后的直纹面叶轮进口喉部面积略增大，使得叶轮的稳定流量范围拓宽。基于以上研究成果，成功将转化后的直纹面叶轮应用于生产实践。
关键词：自由曲面;;直纹面;;直纹面转化;;气动性能;;低能流体区;;马赫数;;流量系数
基金资助：辽宁省教育厅2022年基本科研项目（LJKMZ20222111）;; 辽宁省自然科学基金项目（2022-MS-145）
