非轴对称静叶对畸变条件下扇形叶栅流场影响研究

发布时间：2020-05-11 19:12

【摘要】：大力发展燃气轮机技术是提高综合国力、提升国际竞争力的重要手段。未来发动机越来越高的性能指标对压气机的失速裕度提出了更高的要求,设计者在设计阶段就应该考虑兼顾压气机的性能和抗畸变能力。进气总压畸变会使静叶角区出现分离甚至产生角区失速,而静叶角区失速会造成压气机整级性能和稳定裕度降低的影响。因此,通过非轴对称静叶造型技术,对静叶角区分离进行控制,以提高压气机抗分离抗角区失速能力,改善压气机动叶流动情况,使压气机级的性能和稳定性在一定程度上提高,具有理论意义和工程价值。本文对扇形叶栅试验件的周期性的改善进行研究。数值结果表明:将扇形叶栅右侧导流板向内收缩和在其左侧导流板处改变抽吸背压,能有效提高扇形叶栅试验件导叶出口和静叶出口气流参数的周期性,其中最佳改型方案将可测流道由5个增加到7个,满足扇形叶栅风洞实验对试验件周期性的要求。将最佳改型方案的前排7号导叶安装角顺时针旋转6°,造成下游静叶进口流场的不均匀。对受不均匀流场影响的静叶采用弯叶片造型的非轴对称处理,静叶改型方案为弯高为0.3倍叶高时,弯角分别为10°、20°、30°;弯高为0.5倍叶高时,弯角分别为10°、20°、30°。依靠数值方法研究其对畸变流场的改善情况,结果表明:改变前排个别导叶安装角的方法可以模拟畸变条件下的静叶进口流场。非轴对称静叶可以有效抑制角区分离,使受畸变流体影响的静叶流道出口的脱落涡的范围及其强度明显减小,进而降低静叶流道内的总损失。其中,B6方案改型效果最好,其平均总压损失系数相较于导叶转角方案减小了 7.47%。
【图文】：

发射武器,战斗机,压气机

进行优化［３］。在各种运行工况下，压气机的运行状态对整台燃气轮机的工作状态逡逑起着重要影响，其性能的高低对整机的性能起着重要影响［４１。逡逑如图１．１和１．２所示，飞机在实际飞行过程中，机动飞行、发射武器等工况逡逑会造成压气机进口流场畸变，使其压比、效率和稳定裕度下降，影响发其正常工逡逑作和飞行安全。逡逑．．．．．．．逡逑％邋ｗｍ邋－逡逑图１．１飞机飞行逦图１．２战斗机发射武器逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋ａｉｒｃｒａｆｔ邋ｆｌｉｇｈｔ逦Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｆｉｇｈｔｅｒ邋ｌａｕｎｃｈｉｎｇ邋ｗｅａｐｏｎ逡逑１逡逑

压气机,畸变

成畸变区内的动叶流动损失较大，稳定性变差［７］，也会导致静叶角区甚至发生角区失速。逡逑计过程中，有关压气机的三维流动特性的研宄愈发重要［８］，叶片气动叶片积叠线的空间变化，因此在使用三维结构的计算方法的基础上，片的径向压力梯度和附面层的二次流动作用，例如可利用端弯叶片对速进行控制［９—１Ｇ］。本文通过非轴对称静叶造型技术控制分离情况，并抗分离抗角区失速能力，在一定程度上对压气机动叶的流动情况有高了压气机级效率和工作稳定性。逡逑口畸变对静叶流场的影响逡逑口畸变的研究现状逡逑成进口畸变的原因很多，如图１．３所示，由于航空燃气轮机飞行姿态流经进气道的唇口时会产生流动分离，，由此使进口气流流场发生畸分离流逦机进逡逑
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK471

【参考文献】