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摘要
为了降低氢燃料电池汽车供气系统的功耗，开展膨胀机叶尖间隙对气动性能的影响研究，通过建立某款膨胀机单通道流体域精确分析模型，对不同的前缘和尾缘叶尖间隙，计算膨胀机的落压比和效率，并针对流道内流动情况进行分析。研究结果表明：膨胀机叶轮的前缘叶尖间隙对其性能的影响更大，增大前缘叶尖间隙，流场中会形成更大的湍流区，这是因为增大前缘叶尖间隙，会增加内流场中的叶尖泄漏流，造成更大的流动损失，影响膨胀机的做功能力；仅增大尾缘叶尖间隙对膨胀机性能的影响不大，尤其将尾缘叶尖间隙从0.6mm增大至0.8mm，其在设计转速下的出口湍动能仅增大5.7%，若尾缘间隙从0.6mm增大至1.0mm，叶轮效率只降低0.5%左右，所以在结构设计和生产装配过程中，应首先保证前缘叶尖间隙的精度要求，同时适当增大尾缘叶尖间隙，膨胀机性能的衰减幅度是可被接受的。研究的思路和结果，可为类似氢燃料电池车载高速向心式膨胀机设计提供参考。
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