雾霾对航空发动机压气机流场特性的影响研究

发布时间：2020-04-04 22:57

【摘要】：近年来,大气污染的加剧导致雾霾现象日益普遍,而长期在雾霾环境中运行的航空发动机很容易引起性能退化,缩短其使用寿命,数据显示,雾霾对压气机的影响尤为显著。为了制定合理的维修计划和维修间隔,有效改善发动机性能,本文将对雾霾颗粒在压气机流场中的行为模式进行详细研究。本文以跨音速压气机转子Rotor37为例进行三维流场的数值模拟。首先我们利用BladeGen建立叶片三维模型并验证其准确性,然后通过对典型雾霾颗粒的理化性质分析,最终确立JBPS模型作为雾霾颗粒的等效模型。雾霾颗粒对压气机流场的主要影响方式包括两种:颗粒流和污垢沉积。本文采用颗粒轨道模型研究颗粒流对压气机性能的影响,并通过改变压气机叶片表面粗糙度,叶片表面厚度和增加随机尺寸的方法模拟污垢沉积对压气机流场特性的影响。对颗粒流的模拟结果显示,雾霾颗粒会导致压气机性能有所下降,流量特性曲线轻微偏离设计值,说明颗粒流对压气机性能影响较小;而叶片表面粗糙度的增加会明显降低压气机性能,导致特性线向下偏移,叶片厚度增加会导致压气机稳定工作范围减小,特性线向小流量方向移动;最后通过对叶片表面增加随机尺寸的方法进一步模拟雾霾积垢对压气机流场的综合影响,结果表明,雾霾积垢会导致压气机性能显著下降,稳定工作范围减小,容易引起旋转失速,是雾霾造成压气机性能衰退最关键的影响因素。
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V233

【参考文献】