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离心压气机中的损失模型 设计叶轮机械一个重要的环节是能否在初步设计阶段准确模拟 叶轮机械性能。在初步设计阶段，性能预测程序可以模拟尚未 制造出的叶轮机械性能，进而得知性能参数是否满足设计指标 的要求。性能预测程序中损失模型是其主要组成部分，损失模 型的好坏决定着性能预测计算结果是否准确。
离心压气机内损失特点
径流式叶轮机械和轴流式叶轮机械的主要区别是径流式叶轮机 械转子叶片进出口周向旋转速度变化很大，因此在相同的和情 况下径流式叶轮机械相对速度变化小于轴流式叶轮机械相对速 度的变化。
对于压气机而言，相对速度在转子內的变化程度小是有益的， 因为正是相对速度的降低及扩压过程导致了边界层增长和分离， 因此在和轴流式压气机具有相同扩散因子情况下，离心压气机 能够比轴流压气机获得更高的压比。事实上离心压气机内的压 升主要是由于离心力产生的，而不是依靠相对速度的降低产生 的。
离心压气机内损失特点
根据上面的分析得出的结论，在叶轮旋转速度和焙变相同福况 下，径流式叶轮机械相对速度的变化小于相应轴流式叶轮机械 相对速度的变化。
由这样的结论我们或许推断出径流式叶轮机械比相应的轴流式 叶轮机械的效率更高一些，而实际上径流式叶轮机械的效率更 低一些。
这种矛盾主要是由于径流式叶轮机械通道形状比较复杂造成的, 工质在径流式叶轮机械内部流动时要流过90。弯曲通道，其哥氏 力的方向近似沿周向方向（轴流式叶轮机械哥氏力方向近似沿径 向），这就产生比轴流式叶*仑机械中更加强烈的二次流动。
这种流动把叶片表面边界层推向机匣区域。同样叶片上存在的 载荷把轮毂及机匣上的边界层推向吸力面，其结果是使吸力面 与轮缘角区内堆积起高嬌值流体，这就导致在叶轮出口形成了 著名的“射流■尾迹”流动结构。
离心压气机内损失特点
离心压气机叶片展弦比要比相应的轴流压气机叶片展弦b 多，离心压气机的叶片展弦比可定义为平均叶片高度与叶片弦 长之比。很多离心压气机展弦比在1/3左右，这个值远低于绝大 多数轴流压气机的数值,因此离心压气机的叶片摩擦损失高于 相应轴流压气机的叶片摩擦损失。当比较轴流压气机和离心压 气机性能时，应注意这两者在叶片展弦比上存在的差别。
严果把具有相同展弦比的径流式叶轮机械和轴流式叶轮机械进 行比较，径流式叶轮机械的效率并不比轴流式叶轮机械低很多。
离心压气机内损失特点
离心压气机叶轮出口存在一小段无叶扩压器空间。从叶4仑痣出 的气流形成的尾迹开始在这个空间内掺混，如果已知叶』仑出口 处尾迹的大小就可使用守恒方程计算尾迹损失的头小。
Cumpty(1989)对尾迹掺混损失进行了研究，结果表明掺混损失 对效率的影响很小。掺混损失主要是由尾迹速度与主流速度之 差产生的。
对于具有取优比转速的离心压气机叶轮，一般都具有较高的效 率。从图1可以看出， 的离心压气机叶轮，在最优比转速附近可以获得93%到94%的等 燔效率，当叶轮带有后弯角时，叶轮等爛效率还可以提高2%。
口f轮夕攵率要比压气机级效率高一些，对于Krain叶轮，叶轮总对 总效率是95%，叶轮后面加无叶扩压器后压气机级效率为84%。
离心压气机内损失特点
离心压气机内损失特点
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比转速
图1离心压气机叶轮多長效率随比转速的变化 从上面的分析可以看出，对于离心压气机，尽管存在叶片槽道 横截面积较小、叶片槽道较长、叶轮出口处叶尖间隙相打于叶 ，但 在叶轮内部的流动损失还是很小的。義们可以把叶轮内部较小 的流动损失归结为叶轮内部的压升主要是由气流所受的离心力 效应决定的，离心效应是不受损失影响的。
各种损失模型 •
离心压气机内主要损失：叶型损失、端壁损失、泄漏损失
在很多情况下，这三种损失大小基本相当，每一种损失大约占总损失的三分之一。
叶片表面摩擦损失
叶片载荷损失
叶片尾迹混合损失
轮盘摩擦损失 有叶扩压器内损失 扩压器出口损失
泄漏损失
初步设计最开始是以设计点进行的，必须要使用分析模式舟非 设计点的性能进行预测。因此需要使用分析程序获得压气机的 性能。
对某一个工作点而言，其计算步骤是这样的：（1）假设叶轮入口 子午速度，迭代求出叶轮入口参数。（2）假设叶轮绝热效率和级 效率。⑶假设叶轮