葉片擴壓器

基本原理

葉片擴壓器是由等厚度薄板或機翼形葉片組成的。圖1所示為由等厚度薄板葉片組成的葉片擴壓器。氣流以α₃角度流入葉片擴壓器後，由於葉片對氣流的限制，使氣流偏離了它們自由流動軌跡（即在無葉擴壓器中，氣流沿方向角α不變的對數螺旋線軌跡)，而向著方向角α增大的方向流出去，使氣體的流通面積快速加大，而達到降速增壓的目的。這樣，氣流在流動路徑短、直徑增大不多的條件下，即可獲得較大的降速與增壓。

氣體的流動

葉片擴壓器強制氣流流過給定幾何形狀的通道來實現有效的擴壓。現以平板擴壓器為例說明氣體在其中流動的基本規律。在如圖2所示的葉片擴壓器中，葉片的形狀和安裝情況總是使氣流角α隨著直徑的增大而逐漸增大，即α₄>α>α_3。圖2中的虛線表示無葉擴壓器中氣流角α基本保持不變的氣流軌跡。在葉片擴壓器中，質量守恆定律仍適用，但由於氣流與葉片相互作用的結果，使其動量距發生了變化。

結構型式

如果在無葉擴壓器的環形通道中，沿圓周裝上均勻分布的葉片就是葉片擴壓器。其結構型式主要有：

直線形葉片擴壓器

葉片是等厚度的直鈑，造型特別簡單，加工製造非常方便。此種擴壓器在渦輪增壓器與柴油機配合試驗時調整比較方便，而且有利於系列化產品的生產。但葉片數較少時有較大的通道擴張角，流動阻力損失也較大。

圓弧形葉片擴壓器

擴壓器的葉片是等厚度的鈑，並按一定的曲率半徑彎曲為一段圓弧。這種擴壓器的葉片造型和加工製造都較簡單，在系列化產品中套用較多。

三角形葉片擴玉器

擴壓器的葉片似一小三角形，葉片內外弧均為圓弧，且其曲率半徑相同，即葉片內外弧具有相同的型線。

機翼形葉片擴壓器

擴壓器的葉片是機翼形的，並將機翼形葉片的中線彎曲成所需的形狀，如圖3聽示。機翼形葉片具有流動損失小和變工況性能好的優點，但製造工藝較複雜。機翼型的形狀常採用C-4翼型。

上述圓弧形、三角形、機翼形葉片擴壓器都是曲線形葉片擴壓器。在相同的條件下，與直線形葉片擴壓器相比，具有較小的流動損失，因而效率較高。曲線形葉片擴壓器的葉片中線多採用圓弧。

管式葉片擴壓器

管式擴壓器是六十年代末提的一種新型擴壓器。它是在一個圓環上鑽削出一系列孤立的圓柱孔，然後再擴成錐形孔，構成管形通道。在進口處，相鄰圓柱面相交，形成橢圓形進口邊，其結構如圖4所示。這種擴壓器的流動阻力較小，因而效率較高。特別在擴壓器進口超音速的條件下，其優越性更為突出，故特別適用高增壓比的壓氣機。據採用此種擴壓器的渦輪增壓器的試驗表明，它具有良好的性能。但它的缺點是工況變化時，其性能變壞，故其適用的工況範圍較窄。