叶轮和有叶扩压器之间的相互作用对离心压气机的性能以及内部流动细节具有重要的影响,但涉及对这一现象深刻理解的研究还相对缺乏;而作为叶轮和有叶扩压器相互作用的一个重要方面,确定叶轮和有叶扩压器之间合适的间隔距离对离心压气机设计具有重要的意义。本文针对这一问题,详细研究了叶轮出口与有叶扩压器前缘相对位置对离心压气机性能及流场结构的影响,得到了针对不同叶尖马赫数范围下最优的设计间隔,并据此建立了相应的设计准则。具体工作如下:为了更好的理解不同间隔下的流场结构,论文通过求解三维雷诺平均NS方程进行了大量的数值研究。本文选取了六个不同的叶轮和有叶扩压器间隔值,并在五条不同的转速下进行了研究。结果表明,叶轮和有叶扩压器间隔对堵塞流量以及有叶扩压器性能具有显著影响。随着间隔值减小(即有叶扩压器前缘靠近叶轮出口),堵塞流量减小。间隔对有叶扩压器性能的影响规律与叶尖马赫数相关:当叶尖马赫数小于1.0时,有叶扩压器损失系数和压力恢复系数对间隔值变化不明显;而当叶尖马赫数大于1.0时,获得最佳间隔比为1.08。此外,研究还发现间隔对叶轮焓变的影响可以忽略,但是叶轮效率和压比随着间隔的增加均有所降低。综合考虑离心压气机整级效率以及有叶扩压器性能,最终得到设计准则如下:当叶尖马赫数小于1.0时,间隔比可以处于一个较宽的范围,而当叶尖马赫数大于1.0时,间隔比应该设计在1.08附近。