考虑发动机性能退化的涡轮叶尖间隙预估方法研究

发布时间：2021-01-26 06:28

　　针对有主动间隙控制的某型高压涡轮,建立了考虑发动机退化的叶尖间隙预估模型,重点研究了发动机在长期使用、性能退化过程中涡轮前燃气温度和蠕变变形对叶尖间隙的影响。研究中,首先分析了间隙预测中发动机性能退化影响的引入方式,建立了对应的间隙预估流程。随后以某型发动机典型工作历程为对象,对比研究了传统间隙控制方案、考虑发动机性能退化影响两种条件下的涡轮叶尖间隙尺度变化规律,并据此开展了间隙控制策略的优化调整。研究中发现,由于发动机性能的退化,导致涡轮前燃气温度升高,使得机匣、轮盘和叶片的热变形量增大,其中在最大巡航阶段对机匣的影响最大,其伸长量达到了6.914mm,与未退化前相比增大了17%,同时由于发动机的长期使用,叶片和轮盘受蠕变变形影响,导致叶尖间隙的变化。研究结果表明,采用优化后的主动间隙控制方案,各个工况下的叶尖间隙值均控制在合理范围内,尤其在高温起飞阶段,与退化状态下的间隙值相比提高了53%,有效避免了叶片严重碰摩等故障发生。 

【文章来源】：推进技术. 2020,41(10)北大核心

【文章页数】：9 页

【文章目录】：
1 引言
2 研研究究方法
    2.1 计算模型与边界
        2.1.1 计算模型
        2.1.2 边界条件
            2.1.2. 1 叶片边界条件设置
            2.1.2. 2 轮盘边界条件设置
            2.1.2. 3 机匣边界条件设置
    2.2 计算方法
        2.2.1 设计状态叶尖间隙预估方法
        2.2.2 考虑退化后的叶尖间隙预估方法
        2.2.3 计算精度验证
3 结果与分析
    3.1 ACC系统对间隙的影响
    3.2 发动机退化对间隙的影响
    3.3 优化后的ACC系统对间隙的影响
4 结论


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]高压冷却下镍基高温合金GH4169切削特性及冷却润滑机理研究[D]. 李录彬.哈尔滨理工大学 2019

硕士论文
[1]航空发动机退化状态参数估计与控制技术研究[D]. 徐田镇.南京航空航天大学 2017
[2]低污染民用航空发动机径向间隙计算程序开发[D]. 徐逸钧.南京航空航天大学 2014
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本文编号：3000636