本研究以數值模擬的方式分別探討兩種離心加壓機械之回流導葉的性能,第一種為低比轉速兩級離心式高壓風機之回流系統(包括無葉擴壓器、回流彎道、回流導葉及肘形彎道),另一種為兩級冷媒壓縮機之雙列回流導葉及以其第二列做為第二級入口導葉。本研究採用Numeca Fine/Turbo計算R-134a離心式冷媒壓縮機的流場,高壓風機則使用STAR-CD,計算冷媒壓縮機的紊流模式採用Spalart-Allmaras model,高壓風機則選用k-Epsilon High Reynolds Number model。
高壓離心風機探討的參數包括無葉擴壓器之入流角、長度、出口寬度和回流導葉之葉片數。本研究利用測試葉輪來驗證數值模擬的準確性和一致性。分析結果表示,當無葉擴壓器入流角為15度和切線速度比為0.46時,可以有效的減少葉輪和回流系統之全壓損。無葉擴壓器是必要的而且它的長度不要超過渦殼的最大外徑。而回流導葉葉片數建議為12片。在整個回流系統中,下游會影響整個上游區域,因此,回流系統必須整體計算。
離心式壓縮機方面,將單列葉片從中間分割且錯位角度7.5度的雙列回流導葉,其壓縮比和效率優於其它錯開位置及錯位角度的回流導葉,甚至不遜於單列葉片。另外,在容易出現喘振的低流量時,中間分割且錯位角度7.5度的雙列回流導葉的第二列旋轉10度後,所減損的效率值在0.3~0.6%左右,不僅對第一級的效率影響不大,又可以留下15m/s的切線速度做為第二級的預漩,這是一個具高度可行性的設計。