毫米级微型透平的气动优化设计研究

付　雷　石　龚　邓清华　丰镇平

摘要：对叶轮直径为10 mm的微型透平进行了3种叶轮型线设计，并应用数值模拟进行了分析比较，主要考察3种方案气动性能的优劣，以此研究毫米级微型透平设计时适用的基本型线。在此基础上对设计方案3进行了气动优化设计，研究了提高毫米级微型透平总-静效率的可行方法。结果表明：在3种设计方案中，叶轮叶片中弧线向反旋转方向弯曲的方案3更适于高速运行，具有较高的效率与功率，是最优的设计方案；随着膨胀比增大，毫米级微型透平的余速损失增加，如追求高的总-静效率，需要选取较低的膨胀比；毫米级微型透平的尾管进出口面积比对透平总体性能有较大的影响，在热力设计时不应忽略，尾管进出口面积比在1左右时，透平总-静效率最高。

关键词：毫米级微型透平；数值模拟；叶轮型线

中图分类号：TKl24文献标志码：A文章编号：0253—987X(2009)01—0015—05