高速多级低反力度压气机气动设计方法及其内部流动研究

发布时间：2022-01-02 09:46

　　低反力度静子吸附式压气机设计理念为高负荷压气机气动设计提供了新的思路,在给定叶尖切线速度下,应用低反力度设计理念能够显著地提升压气机的气动承载能力。针对推重比为15及以上的航空发动机压气机,本课题应用理论分析结合数值模拟的方法,对低反力度压气机气动设计方法及其内部流动特点展开了深入探讨。具体研究内容如下。结合一单级高负荷压气机的一维气动设计,分析了反力度与轴向速比选取对转、静子关键气动参数的影响,进一步探讨了两种低反力度设计思想的差异,并将轴向加速设计理念拓展到无抽吸级中,实现了设计矛盾在级间的转移。在此基础上,应用低反力度设计理念,完成了一台三级高负荷吸附式压气机气动设计工作。针对关键设计参数的选取以及吸附式静子设计方法给出较为详细的阐述。同时,针对多级低反力度压气机开展了变转速特性研究。数值计算结果表明,三级低反力度压气机实现了既定设计目标。在叶尖切线速度为356m/s,通流效率不低于87%的情况下,设计工况点处的总压比达到了6。首、末两级抽吸级的载荷系数分别为0.782与0.55,中间无抽吸级的载荷系数也达到了0.54。借助流场分析发现,本文设计的多级低反力度压气机具有较优的变工... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：200 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

叶片端区流动控制对峰值效率的改善幅度[13]

图 1-6 DLR 设计的非轴对称端壁[63]Fig.1-6 Non-axisymmetric endwall designed by DLR[63]Varpe 等人[66]利用非轴对称端壁技术对一带有叶顶间隙的叶柵进行了单目标优化设计，应用 NURBS 曲面对下端壁进行参数化造型，其中，自由控制点多达99 个，优化后的端壁形状较为复杂。虽然结构与 Hergt 的有所区别，但优化端壁

图 1-7 MIT 设计的单级吸附式压气机[135]Fig.1-7 Single-stage aspirated compressor designed by MIT[135]附式压气机设计体系，Merchant[131]在 MISES 中添加实验结果相对比，验证了吸气模型的可靠性。2000 年模拟的方法对单级压比为 3.5 的高负荷吸附式压气机xr

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]重型燃气轮机高负荷压气机气动设计方法及流动控制机理[D]. 丁骏.哈尔滨工业大学 2018

硕士论文
[1]轴流压气机叶片与端区一体化优化设计[D]. 刘宝.哈尔滨工业大学 2014
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本文编号：3563954