离心压缩机作为输送气体和提高气体压力的动力设备,在国民经济诸多领域中应用广泛,占有重要地位。叶轮作为离心压缩机的核心部件,其在运行过程中受到多种复杂流场的作用,其中静子尾迹导致的动静干涉、入口流场畸变都会使叶轮受到非稳定流场的影响,在叶轮表面产生非定常气动载荷,是导致叶轮疲劳破坏的主要因素。静子尾缘吹气能够有效改善尾迹速度亏损,降低转子叶片承受的气动载荷强度和机组噪声等。研究尾缘吹气流动现象和动静干涉机理对提高离心式压缩机安全可靠性具有重要意义。本文采用实验与数值模拟方法,对离心压缩机进口可调导叶、径向进气室和尾缘吹气对叶轮表面气动载荷的影响机理进行了系统的研究。研究内容及主要结论分为五个方面:1.以某离心压缩机的进口可调导叶为研究对象,设计搭建整周环形可调导叶尾缘吹气实验平台,并提出了基于多项式拟合的双线性差值七孔探针校准测试新方法,提高了测试精度。通过实验验证了数值模拟的尾迹流场,确保了数值模拟方法可有效的进行可调导叶尾迹的相关研究。2.研究了尾缘开缝与无动量亏损尾迹流场的形性相关特性。通过研究了开缝宽度、形式与速度、流量、湍流度和气流角等流动参数的关系,推导出适应于可调导叶变开度条件下达到无动量亏损尾迹所需吹气速度的多参数预估模型,通过验证,其误差小于5%。3.搭建数值模拟动静干涉平台,采用非定常模拟获取导叶不同开度下纯尾迹与无动量亏损尾迹与转子叶轮干涉过程,阐明了导叶尾迹影响下的动静干涉与气动载荷的产生机理,证明尾缘吹气能有效改善尾迹亏损,显著降低叶轮所受通频气动载荷。4.结合真机工况,分析导叶尾缘吹气的有效工作范围,首次提出了可调导叶尾缘吹气的结构设计准则。通过研究槽道内部流动,发现吹气槽道内的“C”形自诱导流动,将导叶叶根处的气流补充至导叶中径和叶顶处,一定程度上改善尾迹亏损,降低下游叶轮所受到气动载荷强度。5.对某压缩机因径向进气室导致的进气畸变进行研究。设置弧形导叶能有效地降低转子转频气动载荷。将尾缘吹气应用于径向进气室中的导叶,有效地降低了由尾迹导致的通频气动载荷强度。