压缩机离心工作轮试验结构设计

该离心工作轮主要应用于微型离心式压缩机的试验验证场景，是压缩机核心的气动做功部件，承担着将输入轴功转化为气体压力能与动能的核心作用，常见于小型航空动力试验台、车用涡轮增压器原型测试、微型燃气轮机原理验证等场景，是压缩类动力设备中决定整机压比、效率与运行稳定性的核心零件。在实际运行过程中，该工作轮随主轴高速旋转，通过叶片的型面导流作用，将轴向进入轮腔的气体持续加速，在轮盘与叶片构成的流道内完成能量转换，最终将高速气流导入后续扩压部件实现压力提升，可满足试验场景下不同转速工况的气动性能测试需求，为后续量产级叶轮的型面优化、强度校核提供实测数据支撑。从功能特性来看，该工作轮采用长短叶片相间的结构布局，长叶片负责主流道的气流引导，短叶片用于抑制轮道内的气流分离，降低高转速下的流动损失，叶片前缘采用小圆角过渡设计，可减小气流进口冲击损失，叶片尾缘做薄化处理，能够减少尾迹涡流带来的能量损耗；轮盘采用等强度设计思路，从轮毂位置到轮缘位置厚度平滑过渡，既能够平衡高速旋转下的离心应力分布，避免局部应力集中导致的结构失效，也能控制轮盘自身的转动惯量，降低主轴驱动的负载要求。设计过程中，首先围绕目标压比与流量参数确定叶轮的进出口直径、叶片安装角等核心参数，轮毂位置的内孔尺寸匹配试验台常用的主轴安装直径，设置有对应的定位止口边界，可直接与试验台主轴实现同轴定位安装，轮盘背面预留有标准紧固件的安装孔位，能够通过压盖结构实现叶轮与主轴的轴向锁紧，保证高速旋转下的连接可靠性；轮缘位置的外径尺寸匹配试验台蜗壳的进口间隙要求，安装后可保证叶顶间隙处于合理区间，既避免运行过程中叶轮与蜗壳发生刮蹭，也能减小叶顶间隙泄漏带来的效率损失。叶片型面采用三元流设计思路，沿叶高方向的型线平滑扭转，能够适配不同叶高位置的气流进气角，让气流在流道内的流动更加均匀，减少二次流损失；整体结构采用一体化建模设计，轮盘与叶片为整体式结构，可满足后续五轴加工或者3D打印试制的工艺要求，能够直接用于试验件的快速制造，无需额外做结构拆分，适配试验阶段快速迭代、快速验证的研发需求。