梯形周向槽机匣处理优化方案的数值研究

发布时间：2021-04-07 16:33

　　在压气机的整个转子通道中,叶尖区域的流动结构最为复杂,对压气机的压比、效率以及稳定性等的影响也最大,进而对发动机的性能影响最大。近些年来,对叶顶间隙流动损失的研究一直是众多国内外学者的研究热点和难点。机匣处理技术作为一种应用广泛并且简单有效的流动控制手段,因其能够扩大压气机稳定工作裕度以及有效地改善压气机的整体性能,已经广泛地应用到了燃气轮机领域。本文以跨声速压气机Rotor 37转子为数值模拟基础,建立不同组合形式的梯形周向槽机匣处理三维模型,以提高发动机的稳定工作裕度为目标,探寻最佳处理机匣,进一步研究机匣处理对叶顶间隙流场的影响。本文使用计算流体力学商用软件NUMECA,采用Spalart-Allmaras单方程湍流模型对Navier-Stokes方程进行计算,通过设定进口总温,总压以及出口背压,得出数值模拟结果。通过对Rotor 37转子数值模拟结果的分析可以发现:叶顶泄漏涡经激波干扰后破碎形成的大块低速流团将直接影响转子的正常工作,从而造成失速等不良后果。加装组合型梯形周向槽处理机匣后,转子叶片两侧的压力分布存在显著变化,泄露涡的驱动力明显减弱,泄露涡核位置发生了偏移、强度减... 

【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

叶型的几何参数

沈阳航空航天大学硕士学位论文2 ，叶型弯角同叶型的整体弯曲程度正相关。吸力面与压力面：分别指叶型结构的凸面与凹面，也称之为叶背与叶盆叶型最大厚度与对应位置：最大厚度的参数为maxC ，最大厚度所处位前缘点之间的距离进行描述，用参数e表示。且存在以下关系： C C_ 叶栅的几何参数定的排列方式，若干个同一规格的叶型将构成叶栅。通常借助下图 2.栅的几何特征进行描述：

沈阳航空航天大学硕士学位论文9图2.3 亚声速基元级工作原理图如图 2.3 所示，气流以1 的相对速度从动叶进入，以2 流出。从图中可以看出，叶栅呈现为一种曲线形的扩张气流通道，即其出气口的截面积大于进气口的截面积。结合气体动力学理论，当低速气流流经扩张型的转子曲线形通道时，会出现马赫数降低与压力上升的变化结果。因此，当气流从叶栅通道中流出时，进口气流的相对速度要大于出口气流相对速度（即1 >2 ），同时动叶的出口静压强大于入口静压强（即2p >1p ）。这就将导致亚声速气流在流经动叶之后会出现减速扩压的结果。对于静叶来讲

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]机匣处理对压气机叶尖间隙流动影响的数值研究[D]. 洪林.沈阳航空航天大学 2017



本文编号：3123808