转静间隙涡对离心压气机气动特性的影响研究
发布时间：2021-10-10 09:47
转静匹配不仅对叶轮和扩压器的特性产生影响,而且对压气机整级的特性也造成了很大的影响,其重要作用途径是包括转静间隙涡的诸多转静子间隙内流动特征。为了清楚的了解转静间隙涡对离心压气机匹配特性造成的影响,本文分析了转静间隙涡的形成机理,并研究了该流动特征对离心压气机气动特性的影响规律。主要的工作内容如下:1、研究了转静间隙涡的形成机理及其所受扩压器影响的主要因素基于动力学原理分析了转静间隙涡的形成机理,据此总结了扩压器进口半径和气流密度相同时削弱转静间隙涡的基本途径,包括:增大叶轮下游气流的周向速度、减小子午流线方向的逆压力梯度、减小摩擦力。通过多个无叶及有叶扩压器方案与同一离心叶轮匹配工作时转静间隙涡的对比分析,发现扩压器进口攻角,叶片角分布以及通道面积分布都会对转静间隙涡的形成产生很大的影响。2、研究了转静间隙涡对叶轮特性的影响通过改变扩压器方案调节转静间隙涡特征的途径,研究了叶轮的特性与转静间隙涡参数的关联关系。转静间隙涡面积的减小和绝对涡通量平均值的增大利于叶轮效率的提高。转静间隙涡中心点的位置存在最佳值使得叶轮的效率最高。转静间隙涡的绝对涡通量的积分值和叶轮的特性并没有明显的关系。...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
美国黑鹰直升机及其使用的T700-GE-701发动机
随着世界航空工业的迅速发展，中小型航空发动机的性能也取得了巨大的改善，其主要作为直升机、轻型攻击机、无人机和巡航导弹等的动力或飞机辅助动力装置而被广泛应用，其产量大约占了全世界航空发动机市场的 80%以上，产值甚至超过世界航空发动机的一半。因此中小型航空发动机已经成为了航空发动机领域的一个重要的组成部分[1]。在中小型航空发动机中大多应用离心式压气机，而改善和提高离心叶轮机械研究和设计水平，对国民经济的发展以及节约能源将产生很重要的影响，国内外的研究过程表明，要想提高叶轮机械的性能、扩大其工作的范围、提高叶轮机械的安全性，需要对离心叶轮机械内部的流动进行深入的了解和详细的研究，而其中实验研究和数值模拟技术是探索研究叶轮机械内部流动规律的重要方法[2]。图 1.1 美国黑鹰直升机及其使用的 T700-GE-701 发动机
图 1.3 转静子间隙附近的压力分布wes 采用数值模拟的方法对跨声速轴流压气机级中进行了研究，并对比了端壁区的流动和叶中的流动都要比叶中的要高。研究还发现转子中的大部分的转静子干涉造成的冲击引起的转子通道中的非定常产生了很大的影响，静子中大约有 1/3 的损失是由A. Gould 等人采用非稳态数值模拟的方法对离心压响特性进行研究结果发现叶轮载荷峰值点可以达延伸 30%叶轮分流叶片弦长可以观察到 0.2 倍叶片上游叶轮的传播[9]。R. Srivastava 等人对高转速离来研究因转静子干涉而引起的叶轮叶片的非稳态响击并造成了强烈的转静子干涉，如图 1.4 所示，干处[10]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]离心压气机叶排间涡脱落及气流脉动行为研究[J]. 李勇,杨策,陈山,祁明旭. 工程热物理学报. 2011(09)
[2]叶轮机内部转/静干涉作用的数值模拟[J]. 史同承. 航空科学技术. 2010(04)
[3]离心叶轮和扩压器相互作用[J]. 柳阳威,刘宝杰. 航空动力学报. 2009(12)
[4]NUMERICAL STUDY ON THE UNSTEADY INTERACTION FLOW IN A CENTRIFUGAL COMPRESSOR STAGE[J]. Zhou Li Xi GuangSchool of Energy and Power Engineering,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049, ChinaGao LiminSchool of Science,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049, ChinaWang ShangjinSchool of Energy and Power Engineering,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049, China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2004(04)
[5]离心叶轮机械内部流动的研究进展[J]. 刘瑞韬,徐忠. 力学进展. 2003(04)
博士论文
[1]扭带及涡产生器在管内诱导的二次流强度及其强化传热特性研究[D]. 林志敏.兰州交通大学 2011
[2]跨声速压气机非定常流动及损失的数值研究[D]. 孙宇涛.清华大学 2009
硕士论文
[1]叶片扩压器对叶轮冲击的研究[D]. 李杰.大连理工大学 2012
本文编号：3428138
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
美国黑鹰直升机及其使用的T700-GE-701发动机
随着世界航空工业的迅速发展，中小型航空发动机的性能也取得了巨大的改善，其主要作为直升机、轻型攻击机、无人机和巡航导弹等的动力或飞机辅助动力装置而被广泛应用，其产量大约占了全世界航空发动机市场的 80%以上，产值甚至超过世界航空发动机的一半。因此中小型航空发动机已经成为了航空发动机领域的一个重要的组成部分[1]。在中小型航空发动机中大多应用离心式压气机，而改善和提高离心叶轮机械研究和设计水平，对国民经济的发展以及节约能源将产生很重要的影响，国内外的研究过程表明，要想提高叶轮机械的性能、扩大其工作的范围、提高叶轮机械的安全性，需要对离心叶轮机械内部的流动进行深入的了解和详细的研究，而其中实验研究和数值模拟技术是探索研究叶轮机械内部流动规律的重要方法[2]。图 1.1 美国黑鹰直升机及其使用的 T700-GE-701 发动机
图 1.3 转静子间隙附近的压力分布wes 采用数值模拟的方法对跨声速轴流压气机级中进行了研究，并对比了端壁区的流动和叶中的流动都要比叶中的要高。研究还发现转子中的大部分的转静子干涉造成的冲击引起的转子通道中的非定常产生了很大的影响，静子中大约有 1/3 的损失是由A. Gould 等人采用非稳态数值模拟的方法对离心压响特性进行研究结果发现叶轮载荷峰值点可以达延伸 30%叶轮分流叶片弦长可以观察到 0.2 倍叶片上游叶轮的传播[9]。R. Srivastava 等人对高转速离来研究因转静子干涉而引起的叶轮叶片的非稳态响击并造成了强烈的转静子干涉，如图 1.4 所示，干处[10]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]离心压气机叶排间涡脱落及气流脉动行为研究[J]. 李勇,杨策,陈山,祁明旭. 工程热物理学报. 2011(09)
[2]叶轮机内部转/静干涉作用的数值模拟[J]. 史同承. 航空科学技术. 2010(04)
[3]离心叶轮和扩压器相互作用[J]. 柳阳威,刘宝杰. 航空动力学报. 2009(12)
[4]NUMERICAL STUDY ON THE UNSTEADY INTERACTION FLOW IN A CENTRIFUGAL COMPRESSOR STAGE[J]. Zhou Li Xi GuangSchool of Energy and Power Engineering,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049, ChinaGao LiminSchool of Science,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049, ChinaWang ShangjinSchool of Energy and Power Engineering,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049, China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2004(04)
[5]离心叶轮机械内部流动的研究进展[J]. 刘瑞韬,徐忠. 力学进展. 2003(04)
博士论文
[1]扭带及涡产生器在管内诱导的二次流强度及其强化传热特性研究[D]. 林志敏.兰州交通大学 2011
[2]跨声速压气机非定常流动及损失的数值研究[D]. 孙宇涛.清华大学 2009
硕士论文
[1]叶片扩压器对叶轮冲击的研究[D]. 李杰.大连理工大学 2012
本文编号：3428138
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3428138.html
