[科普中国]-叶片扩压器

叶片扩压器是在无叶扩压器平行光滑的壁面内，沿圆周均布一定数量的叶片而组成。气体介质在无叶扩压器内流动时，方向角a基本保持不变，但在叶片扩压器内，气体必须按照叶片方向流动，所以流动状况较好，流动损失小，效率高。在设计工况运行时，较无叶扩压器效率高3%~5%。因此，叶片扩压器在工程上获得广泛应用1。

基本原理叶片扩压器是由等厚度薄板或机翼形叶片组成的。图1所示为由等厚度薄板叶片组成的叶片扩压器。气流以α3角度流入叶片扩压器后，由于叶片对气流的限制，使气流偏离了它们自由流动轨迹（即在无叶扩压器中，气流沿方向角α不变的对数螺旋线轨迹)，而向着方向角α增大的方向流出去，使气体的流通面积快速加大，而达到降速增压的目的。这样，气流在流动路径短、直径增大不多的条件下，即可获得较大的降速与增压2。

气体的流动叶片扩压器强制气流流过给定几何形状的通道来实现有效的扩压。现以平板扩压器为例说明气体在其中流动的基本规律。在如图2所示的叶片扩压器中，叶片的形状和安装情况总是使气流角α随着直径的增大而逐渐增大，即α4>α>α3。图2中的虚线表示无叶扩压器中气流角α基本保持不变的气流轨迹。在叶片扩压器中，质量守恒定律仍适用，但由于气流与叶片相互作用的结果，使其动量距发生了变化3。

结构型式如果在无叶扩压器的环形通道中，沿圆周装上均匀分布的叶片就是叶片扩压器。其结构型式主要有：

直线形叶片扩压器叶片是等厚度的直钣，造型特别简单，加工制造非常方便。此种扩压器在涡轮增压器与柴油机配合试验时调整比较方便，而且有利于系列化产品的生产。但叶片数较少时有较大的通道扩张角，流动阻力损失也较大4。

圆弧形叶片扩压器扩压器的叶片是等厚度的钣，并按一定的曲率半径弯曲为一段圆弧。这种扩压器的叶片造型和加工制造都较简单，在系列化产品中应用较多4。

三角形叶片扩玉器扩压器的叶片似一小三角形，叶片内外弧均为圆弧，且其曲率半径相同，即叶片内外弧具有相同的型线4。

机翼形叶片扩压器扩压器的叶片是机翼形的，并将机翼形叶片的中线弯曲成所需的形状，如图3听示。机翼形叶片具有流动损失小和变工况性能好的优点，但制造工艺较复杂。机翼型的形状常采用C-4翼型4。

上述圆弧形、三角形、机翼形叶片扩压器都是曲线形叶片扩压器。在相同的条件下，与直线形叶片扩压器相比，具有较小的流动损失，因而效率较高。曲线形叶片扩压器的叶片中线多采用圆弧。

管式叶片扩压器管式扩压器是六十年代末提的一种新型扩压器。它是在一个圆环上钻削出一系列孤立的圆柱孔，然后再扩成锥形孔，构成管形通道。在进口处，相邻圆柱面相交，形成椭圆形进口边，其结构如图4所示。这种扩压器的流动阻力较小，因而效率较高。特别在扩压器进口超音速的条件下，其优越性更为突出，故特别适用高增压比的压气机。据采用此种扩压器的涡轮增压器的试验表明，它具有良好的性能。但它的缺点是工况变化时，其性能变坏，故其适用的工况范围较窄4。

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学