离心压气机被广泛应用于冶金、化工等各个行业,但离心压气机在小质量流量下运行会产生旋转失速、喘振等非稳态流动现象,此现象会大大影响压气机的稳定性与安全性。离心压气机通常由离心叶轮与扩压器组成。无叶扩压器由于相对叶片式扩压器具有结构简单、运行范围广等优点而被更广泛应用。因此研究离心压气机无叶扩压器的失速机理对提高离心压气机稳定运行范围,与对失速的主动控制等方面具有重要意义。本文以宽、窄无叶扩压器为研究对象,通过对宽、窄无叶扩压器进行数值模拟研究得出宽窄无叶扩压器的失速诱发机理及宽窄无叶扩压器的判别准则,研究得出以下结论:宽窄无叶扩压器具备不同的失速诱发机理。对于宽无叶扩压器随着质量流量减小,回流区首先出现在扩压器盘侧处。随时间推移,盘侧回流区向扩压器入口处移动而在扩压器盖侧出口处也产生回流区,受盘盖侧回流区的共同影响下宽无叶扩压器内的核心流出现了由盖侧向盘侧的径向移动且流向不统一,即核心流出现畸变导致宽无叶扩压器内出现失速。窄无叶扩压器在失速过程中也是首先在扩压器盘侧产生回流区,随时间推移在扩压器出口的盘盖侧均出现回流区,并且随叶轮旋转扩压器出口盘盖侧回流区相互合并,导致窄无叶扩压器内核心流出现畸变既而诱发窄无叶扩压器发生失速。宽、窄无叶扩压器具备不同的失速诱发机理,但宽、窄无叶扩压器在失速的演变过程中具备一些相同流动特点,宽窄无叶扩压器在失速过程中均在扩压器盖侧首先产生回流区,并且宽窄无叶扩压器的失速均与扩压器盖侧出口处回流有关。对与宽窄无叶扩压器的判别准则本文从两方面判定:宽度比与失速诱发机理,根据宽度比分辨宽窄无叶扩压器的分界介于0.093~0.13之间。根据失速机理不同,宽无叶扩压器失速由核心流畸变导致,而窄无叶扩压器失速由边界层的紊乱引起。宽窄无叶扩压器失速诱发机理不同但失速产生的失速团特性相同。失速团均以0.4~0.6倍的叶轮转速旋转,并且失速团存在自转,自转方向与叶轮旋转方向相反。