高原环境下离心式压气机通用特性研究

doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2015.11.003

兵工学报 ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (11): 2032-2037.doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2015.11.003

高原环境下离心式压气机通用特性研究

张虹，吴刚，魏名山，张航

（北京理工大学机械与车辆学院，北京 100081）

收稿日期:2014-07-23 修回日期:2014-07-23 上线日期:2016-02-02
作者简介:张虹（1971—），女，副教授
基金资助:
国家自然科学基金项目(51375048)

Research on Non-dimensional Characteristics of Centrifugal Compressor under Altitude Environment

ZHANG Hong， WU Gang， WEI Ming-shan, ZHANG Hang

（School of Mechanical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China）

Received:2014-07-23 Revised:2014-07-23 Online:2016-02-02

摘要/Abstract

摘要： 针对高原环境下工作的车用柴油机涡轮增压器，对离心压气机的通用特性进行了理论分析，采用数值模拟方法研究了高原进口条件及低雷诺数对于压气机特性的影响。通过改变不同条件下压气机的进口参数，采用折合流量和折合转速的方法对压气机的性能进行对比分析；讨论了高原环境下进口温度和进口压力的变化对压气机折合特性的影响，研究了低雷诺数对压气机内部流场的影响，得到了高原条件下压气机通用特性的变化规律。结果表明，高原条件下压气机进口压力减小导致雷诺数降低，引起压气机内部流动发生变化，是压气机性能下降的主要原因。

关键词: 动力机械工程, 高原环境, 离心式压气机, 通用特性

Abstract: A vehicular diesel turbocharger working in altitude environment is studied. Based on the theory analysis of non-dimensional characteristics of centrifugal compressor, the effects of plateau conditions and low Reynolds number on compressor characterisitics are investigated using numerical simulation method. The performance of compressor is analyzed with the use of non-dimensional flow rate and non-dimensional speed by changing compressor inlet parameters.The influences of the changes in inlet temperature and pressure on the equivalent characteristics of compressor are discussed, and the change rule of compressor non-dimensional characteristics under altitude environment was obtained. The results show that the reduction in compressor inlet pressure leads to low Reynolds number on plateau to make the change of compressor internal flow, which is the main reason to reduce the comprossor performance.

Key words: power machinery engineering, altitude environment, centrifugal compressor, non-dimensional characteristics

中图分类号:

TK421.8

张虹，吴刚，魏名山，张航. 高原环境下离心式压气机通用特性研究[J]. 兵工学报, 2015, 36(11): 2032-2037.

ZHANG Hong， WU Gang， WEI Ming-shan, ZHANG Hang. Research on Non-dimensional Characteristics of Centrifugal Compressor under Altitude Environment[J]. Acta Armamentarii, 2015, 36(11): 2032-2037.

参考文献

［1］ Gulich J F. Effect of Reynolds number and surface roughness on the efficiency of centrifugal pumps[J].ASME Journal of Fluids Engineering,2003,125(4):671-679.
[2] Strub R A,Bonciani L,Borer C L,et al.Influence of the Reynolds number on the performance of centrifugal compressors [ J ].ASME Journal of Turbomachinery,1987,109(4):541-544.
[3] 丰镇平, 沈祖达, 赵剑兵. 高原车用增压器离心式压气机特性的修正转换及其探讨[J].内燃机学报, 1992,10（2）：129-134.
FENG Zhen-ping,SHEN Zu-da,ZHAO Jian-bing.Performance correction-transformation analysis of plateau vehicle turbocharger centrifugal compressors[ J ].Transactions of CSICE,1992,10（2）：129-134. (in Chinese)
[4] 陈浮,王云飞，陈焕龙,等. 雷诺数对带蜗壳的离心压气机内部流场影响研究[J].推进技术，2013,34（7）：911-917.
CHEN Fu,WANG Yun-fei,CHEN Huan-long,et al.Effects of Reynolds number on internal flow field of centrifugal compressor with the volute[ J ].Propulsion Technology,2013,34（7）：911-917. (in Chinese)
[5] 霍磊，刘火星. 低雷诺数下离心压气机性能及流动影响的数值研究[J].航空动力学报,2013，28（3）：911-920.
HUO Lei,LIU Huo-xing.Numerical analysis of centrifugal compressor performance and flow at low Reynolds number[ J ].Journal of Aerospace Power,2013，28（3）：911-920. (in Chinese)
[6] Wiesner F J . A new appraisal of Reynolds number effects on centrifugal compressor performance[ J ].ASME Journal of Engineering for Power,1979,101(3):384-396.
[7] 朱大鑫.涡轮增压与涡轮增压器[M].北京：机械工业出版社，1992.
ZHU Da-xin, Turbocharging and turbocharger[M]. Beijing: China Machine Press,1992. (in Chinese)
[8] 徐斌, 薄东, 尧辉. 高原发动机涡轮增压的效率修正计算[J]. 车用发动机, 2009 (6): 7-10.
XU Bing,BO dong,YAO Hui.Correction computation of engine turbocharging efficiency under plateau conditions[ J ]. Vehicle Engine, 2009 (6): 7-10. (in Chinese)
[9] 吴承雄．高海拔区运行的涡轮增压器性能[J]．华中工学院学报， 1981，9(3) ：127-132．
WU Cheng-xiong. Turbocharger performance working in high altitude[J].Journal of Huazhong (Central China) University of Science and Technology，1981，9(3) ：127-132．(in Chinese)

[1]	孟光磊，李树发，刘彬斌，周铭哲，孙东来，吴昊. 防空预警雷达高原环境适应性评估的自学习模糊灰度方法[J]. 兵工学报, 2022, 43(1): 98-110.
[2]	王旭东，熊春华，鲁长波，安高军，王锋. 高原环境下柴油机燃用聚醚型含氧燃料热平衡试验研究[J]. 兵工学报, 2018, 39(8): 1473-1478.
[3]	刘永丰，王龙飞，刘胜，尹玉婷，杨震寰. 海拔高度对柴油机缸内热流分布影响规律研究[J]. 兵工学报, 2018, 39(6): 1049-1057.
[4]	谭丕强，王德源，王成官，李远，楼狄明，李云广，刘胜，杨振寰. 高原环境下重型柴油机的性能优化研究[J]. 兵工学报, 2018, 39(3): 436-443.
[5]	索文超，许翔，耿飞. 基于计算流体力学的车辆发动机散热器芯部外形优化[J]. 兵工学报, 2017, 38(9): 1839-1844.
[6]	王英敏，崔涛，张付军，董天普. 基于局部线性模型树模型的柴油机进气系统漏气和堵塞故障诊断[J]. 兵工学报, 2017, 38(8): 1457-1468.
[7]	叶莹，赵振峰，符代桥, 张付军. 对置活塞轴向发动机同步运动机构空间圆柱凸轮的设计与优化[J]. 兵工学报, 2017, 38(5): 852-858.
[8]	岳广照，刘兴华，仇滔. 柴油机选择性催化还原系统氨泄漏及控制研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(4): 634-642.
[9]	王增全，王正，兰银在，陈泽忠，侯新荣. 某型车用柴油机机体缝合螺栓的可靠性增长研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(3): 433-439.
[10]	王宪成，赵文柱，和穆，杨绍卿，徐冬冬. 柴油机喷油器喷孔积碳对喷雾影响研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(2): 218-226.
[11]	马宁，李若亭，赵文柱，杨绍卿，徐冬冬，孙志新. 高原环境条件下的柴油机起动过程试验研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(2): 227-232.
[12]	刘胜吉，赵宇超，刘荣利，王建，孙永福. 基于排放特性的小型风冷柴油机燃烧过程研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(12): 2480-2487.
[13]	刘宇航，赵振峰，张付军，谢钊毅, 鲁怡，崔华盛. 对置活塞二冲程柴油机双喷油器碰撞喷雾试验研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(10): 1881-1890.
[14]	仇滔，刘天翔，安晓东，雷艳，代贺飞. 高压共轨喷油器针阀开启与关闭过程规律研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(10): 2069-2074.
[15]	商海昆，董长龙，何剑丰，樊丰，李萍，黄绵敦，谢亮. 二级增压柴油机压缩比和喷油提前角优化研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(1): 20-26.

高原环境下离心式压气机通用特性研究

Research on Non-dimensional Characteristics of Centrifugal Compressor under Altitude Environment

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