超高负荷大涵道比涡扇发动机增压级气动设计

发布时间：2020-12-13 23:19

　　为了减轻大涵道比涡扇发动机重量,针对增压级低轮缘速度特征,本文提出应用一种新概念大弯度低损失扩压叶型进行增压级转子气动设计,实现转子超高负荷,以有效增加级压比。本文基于教研室成熟的设计软件,转静子设计采用S1/S2流面二维设计方法,叶型设计采用优化设计方法。并用流场数值模拟方法验证这种设计的可行性。本文主要分为两大部分。第一部分为一级增压级的气动设计,用其代替原始商发三级增压级。以原有商发大涵道比涡扇发动机三级增压级的气动性能作为新的一级增压级的设计指标。由于轮缘速度低,原三级轴流压气机总压比只有1.298;并且由于级压比低、静子损失占比大,总效率较低,为0.807。本文采用一替代三级,考虑匹配静子的损失,转子设计点总压比设定为1.33。S2流面流场计算发现,随压比增加（载荷系数增加）,转子扩散因子先增加后减小。压比增加至1.33时,转子扩散因子在叶根处为0.35、叶尖处小于0.6;因此具有气动设计可行性。之后通过S1流面叶型优化设计和叶型径向积叠得到超高负荷转子叶片。NUMECA计算表明转子的设计点总压比为1.330,等熵效率为0.9702,喘振裕度为16.5%。并得出该超高负荷转子... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：193 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

航空涡轮发动机总效率随推进效率和循环效率的变化趋势

图 1. 2 大涵道比涡扇发动机子午面流道图处于风扇与高压压气机之间(如图 1.3 所示)，会直接影响高高低压部件间的匹配，因此能否够研制出一台全工况性能级部件，是影响民用发动机研制的瓶颈技术之一。动机往往在风扇后分流，这使风扇和高压的流量匹配容易控。其安装可变弯度导流叶片的目的主要在于提高中低转速道比发动机，增压级与高压压气机同涵道，流量匹配和低压级后设置向外涵的“放气窗”或“分流岛”势在必为。最后级转子叶片会因其后转接机匣支板的干扰而发生谐振后面级由于通常处于向下倾斜的流路中以与高压转接，也

图 1. 2 大涵道比涡扇发动机子午面流道图处于风扇与高压压气机之间(如图 1.3 所示)，会直接影响高高低压部件间的匹配，因此能否够研制出一台全工况性能级部件，是影响民用发动机研制的瓶颈技术之一。动机往往在风扇后分流，这使风扇和高压的流量匹配容易控。其安装可变弯度导流叶片的目的主要在于提高中低转速道比发动机，增压级与高压压气机同涵道，流量匹配和低压级后设置向外涵的“放气窗”或“分流岛”势在必为。最后级转子叶片会因其后转接机匣支板的干扰而发生谐振后面级由于通常处于向下倾斜的流路中以与高压转接，也

【参考文献】：
期刊论文
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[3]压气机/风扇二维叶型自动优化设计[J]. 周正贵,邱名,徐夏,苗雨露.  航空学报. 2011(11)
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[8]叶轮机械气动噪声的研究进展[J]. 毛义军,祁大同.  力学进展. 2009(02)
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硕士论文
[1]发动机风扇与外涵道噪声传播计算及优化[D]. 许尧.上海交通大学 2013
[2]民用大涵道比风扇叶片气动设计研究[D]. 周旭.南京航空航天大学 2012



本文编号：2915357