CN109869203A - 一种混流式涡壳 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混流式涡壳，该混流式涡壳包括由倾斜设置的第一侧壁、第二侧壁和弧形底壁构成的混流式流道，第二侧壁与涡壳径向之间的夹角为44°，且第一侧壁与第二侧壁对称设置，使得混流式流道的截面呈锥形，使得流道的侧壁不再垂直设置，这种特殊的结构导致在喉口处产生压力梯度变化，使涡轮进口周向的速度、压力、流动角会发生很大的变异，而混流涡壳的出口倾斜角与涡轮的入口角一致，在气流进入涡轮的过程中能量损失很小，性能得到了提升。
Description
技术领域
本发明涉及涡轮增压器设备技术领域，特别是一种混流式涡壳。
背景技术
涡轮增压器，是利用发动机排出的高温废气，驱动涡轮机中的涡轮旋转做功，涡轮轴带动同轴相连压气机中的叶轮高速旋转，以离心的方式压缩空气，提供给发动机高压、高密度空气。从而我们可以给发动机喷更多的燃油，达到提高发动机功率、扭矩和减少排放等目的。
在涡轮增压器传统结构中，涡壳属于吸气机机构的一部分，其主要作用是形成涡轮工作的腔体并对进出气导向，支撑涡轮轴及涡轮旋转组件，也是整体固定的基体。传统的涡壳多为径流式涡壳，如图1和图2所示，径流式涡壳1的流道11由与轴向垂直设置的垂直侧壁12和弧形过渡的倾斜侧壁13构成狭窄的喉口；垂直侧壁12的存在，使得径流式涡壳在高速时喉口位置会有一个压力突变，且突变较大，即径流式涡壳在喉口处的压力损失很大，并且气体在径流式涡壳喉口位置容易发生滞止现象，温度升高，导致能量损失严重。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、避免压力突变的混流式涡壳。
为解决上述技术问题，本发明提供的混流式涡壳，包括由倾斜设置的第一侧壁、第二侧壁和弧形底壁构成的混流式流道，所述第二侧壁与涡壳径向之间的夹角为44°，且第一侧壁与第二侧壁对称设置，使得混流式流道的截面呈锥形。
进一步，所述第一侧壁、第二侧壁与弧形底壁的相交处设置弧形过渡段。
进一步，混流式流道的喉口处设置矩形开口，该矩形开口的前端倾斜设置。
发明的技术效果：本发明的混流式涡壳，相对于现有技术，混流式流道由对称且倾斜设置的第一侧壁、第二侧壁构成，使得流道的侧壁不再垂直设置，流道的截面呈锥形，且第二侧壁与涡壳径向之间的夹角为44°，这种特殊的结构导致在喉口处产生压力梯度变化，使涡轮进口周向的速度、压力、流动角会发生很大的变异，而混流涡壳的出口倾斜角与涡轮的入口角一致，在气流进入涡轮的过程中能量损失很小，性能得到了提升。
附图说明
下面结合说明书附图对本发明作进一步详细说明：
图1是现有技术的径流式涡壳的立体结构示意图；
图2是现有技术的径流式涡壳流道的剖面结构示意图；
图3是本发明的混流式涡壳流道与径流式涡壳流道位置关系的对比示意图；
图4是现有技术的径流式涡壳的速度流线分布云图；
图5是本发明的混流式涡壳的速度流线分布云图。
图中：涡壳1，流道11，垂直侧壁12，倾斜侧壁13，混流式流道14，第一侧壁15，第二侧壁16，弧形底壁17，弧形过渡段18，矩形开口19。
具体实施方式
实施例1 本实施例的混流式涡壳，包括由倾斜设置的第一侧壁15、第二侧壁16和弧形底壁17构成的混流式流道14，如图3所示，第二侧壁16与涡壳径向之间的夹角为44°，且第一侧壁15与第二侧壁16对称设置，使得混流式流道14的截面呈锥形；第一侧壁15、第二侧壁16与弧形底壁17的相交处分别设置结构相同的弧形过渡段18；混流式流道14的喉口处设置矩形开口19，该矩形开口19的前端倾斜设置，且矩形开口19与水平方向之间的倾斜夹角为19°。作为对比，采用计算流体力学软件 ANSYS CFX 14.5 对径流式涡壳和混流式涡壳进行定常数值模拟，得到径流式涡壳流道和混流式涡壳流道速度流线分布图，分别为图4和图5，由图4和图5两图对比可知，径流式涡壳在喉口处存在两个径向滚流，而在涡壳内部的气体流向是周向的，使得在喉口处流动很复杂，存在较大的流动损失。但在混流式涡壳喉口处的径向滚流明显小很多，内部扰动少，气动损失就小，效率也就更高。在低速区域，采用两种同结构的涡壳后涡轮机的总对静效率相差不大；在高速区域，使用混流式涡壳，涡轮机的性能相比使用径流式涡壳有明显的提高，并且随着速度的不断增加，效率的增值更加明显，因此总体来说，混流涡壳的性能好于径流涡壳。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (3)
1.一种混流式涡壳，其特征在于，包括由倾斜设置的第一侧壁、第二侧壁和弧形底壁构成的流道，所述第二侧壁与涡壳径向之间的夹角为44°，且第一侧壁与第二侧壁对称设置，使得混流式流道的截面呈锥形。
2.根据权利要求1所述的混流式涡壳，其特征在于，所述第一侧壁、第二侧壁与弧形底壁的相交处设置弧形过渡段。
3.根据权利要求1或2所述的混流式涡壳，其特征在于，流道的喉口处设置矩形开口，该矩形开口的前端倾斜设置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711252910.9A CN109869203A (zh) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | 一种混流式涡壳 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201711252910.9A CN109869203A (zh) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | 一种混流式涡壳 |
Publications (1)
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| CN109869203A true CN109869203A (zh) | 2019-06-11 |
Family
ID=66914076
Family Applications (1)
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| CN201711252910.9A Withdrawn CN109869203A (zh) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | 一种混流式涡壳 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109869203A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110374924A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-10-25 | 江苏大学镇江流体工程装备技术研究院 | 一种混流泵 |
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2017
- 2017-12-01 CN CN201711252910.9A patent/CN109869203A/zh not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110374924A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-10-25 | 江苏大学镇江流体工程装备技术研究院 | 一种混流泵 |
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