机匣处理对跨音速压气机转子气动特性的影响研究

发布时间：2020-08-20 06:30

【摘要】：航空发动机在复杂来流情况下容易发生旋转失速和喘振现象,机匣处理技术能够通过改善转子尖部流动来提高压气机的稳定工作裕度,防止旋转失速现象的发生。本文针对跨音速压气机进行了周向单槽、倾斜周向多槽和逆叶片角向缝三种机匣处理方案的数值模拟研究,深入分析了轴向位置、深度、宽度、角度、粗糙度等设计参数对于机匣处理效果的影响,为了减少机匣处理设计的经验依赖性,开展了基于轴向位置的代理模型性能预测研究。对Rotor37开展周向槽机匣处理研究,设置十个轴向位置和三种槽深的周向单槽机匣处理。通过分析尖部流动差异,总结稳定裕度和峰值效率随设计参数的变化规律。研究发现当周向槽位于10%~20%叶顶轴向弦长位置时,稳定裕度有明显提高,在叶尖前半段,一倍间隙槽深的扩稳效果优于其他槽深,峰值效率随槽深增加逐渐降低。周向槽的子午截面变化会对压气机的气动特性产生影响,通过定性与定量分析各槽内的流动情况,探讨径向与倾斜周向多槽机匣处理对稳定裕度的不同影响。研究得出周向槽后倾改型的扩稳效果优于常规径向形式,但是相应的峰值效率有所降低。对Rotor67开展叶片表面粗糙度发生变化的逆叶片角向缝机匣处理研究,通过缝内流动和机匣处理效率来分析扩稳效果差异。光滑叶表与粗糙叶表压气机采用机匣处理后稳定裕度值分别为15.128%、15.792%,扩稳量分别为7.62%、5.981%。叶表粗糙比叶表光滑时的稳定裕度更高,但是裕度提升量减小,叶表粗糙度对峰值效率的影响强于机匣处理。
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V233
【图文】：

中国民航大学硕士学位论文第一章 绪论景及意义机作为飞机的心脏，被赞誉为“工业之花”，代表了制造业的最造能力能够反映一个国家的综合国力强弱。压气机、燃烧室和涡核心部件，压气机作为压缩系统部件，其压比、效率、稳定裕度反映发动机的性能优劣。在航空发动机工作过程中，各类流动不动机的流动过程，这些不稳定流动现象不仅会直接影响发动机数，更会导致发动机研制难度增大，运行过程中故障发生率增

图 1-2 叶栅失速代，Emmons 等人[5]对旋转失速提出了一种经典来流的周向不均匀和制造加工偏差等因素致使上游来流产生阻塞作用，使来流向临近叶片偏角增大一侧叶片进入失速状态，攻角减小一侧堵塞沿旋转的相反方向传递。从绝对坐标系来片排相同旋转方向运动。

图 1-2 叶栅失速0 年代，Emmons 等人[5]对旋转失速提出了一种经典模型于来流的周向不均匀和制造加工偏差等因素致使局部通道上游来流产生阻塞作用，使来流向临近叶片偏转，，攻角增大一侧叶片进入失速状态，攻角减小一侧叶分离堵塞沿旋转的相反方向传递。从绝对坐标系来看，着叶片排相同旋转方向运动。

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本文编号：2797649