三级轴流压气机导/静叶及转速联调的数值分析

发布时间：2021-02-11 05:17

　　对于大功率轴流流体压缩机械装置,由于导叶、动叶、和静叶的位置没有变化,单纯依靠降低转速的措施很难实现非设计转速下的性能最优匹配。进口导叶和静叶可调技术则由于不受功率范围限制,有着良好的发展前景。本文基于这一目的,对三级轴流压气机进行了数值模拟。通过改变导叶和静叶角度的方式,对压气机在设计转速和非设计转速下的流动损失和失速边界进行了分析,目的是研究在导叶和多级静叶安装角匹配时,压气机效率和稳定变化的趋势和特征。研究对象先从单叶片调节入手,设计安排了数值计算方案,详细计算了不同导叶/静叶角度下三级压气机的效率及压比特性。在此基础上,安排了多叶片调节方案并进行了计算。通过对比计算结果得到的性能曲线,就相应的压气机内部流场特征进行了分析,探讨了导叶/静叶在非设计转速下的扩稳效果及性能影响及发展趋势。结果表明:单叶片或多叶片的适当调节均能在基本维持最高效率的前提下拓宽失速边界。其中导静叶联调效果要略优于单独的叶片调节,这一规律的探索为轴流三级压气机实际运行的自适应调节方案提供了参考和方案设计的准则。 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所)北京市

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
目录
图目录
表目录
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 可调叶片国内外应用研究历史及现状
        1.2.1 多级轴流压气机运行现状
        1.2.2 可调叶片在多级压气机中应用情况
        1.2.3 可调叶片技术研究情况
    1.3 多级轴流压气机并行数值计算现状
    1.4 本文工作目的和主要内容
2 数值模拟问题描述和软硬件资源支撑
    2.1 三级压气机基本情况
    2.2 数值计算软硬件资源
        2.2.1 网格划分软件GAMBIT
        2.2.2 FLUENT求解器
        2.2.3 后处理软件TECPLOT
        2.2.4 并行技术和硬件平台
    2.3 本章小结
3 设计转速下数值模拟结果及分析
    3.1 数值计算方法
        3.1.1 网格划分
        3.1.2 计算模型
        3.1.3 边界条件
    3.2 数值模拟结果及分析
        3.2.1 设计转速下的特性曲线
        3.2.2 设计转速下流场分析
    3.3 本章小结
4 叶片和转速联动计算方案及结果分析
    4.1 单叶片计算方案及结果分析
        4.1.1 叶片调节方案
        4.1.2 单叶片角度变化对压气机稳定性的影响
        4.1.3 单叶片叶角度变化对压气机效率的影响
    4.2 多叶片调节方案及结果分析
        4.2.1 多叶片调节方案
        4.2.2 动静叶联调对压气机性能的影响
    4.3 本章小结
5 结论与展望
    5.1 本文总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]可调叶片的发展趋势及其气动问题的探讨[J]. 熊劲松,侯安平,袁巍,周盛.  航空动力学报. 2008(01)
[2]变几何多级轴流压气机全工况性能预测模型[J]. 崔凝,王兵树,李斌,赵文升.  热能动力工程. 2007(05)
[3]变几何压气机特性仿真[J]. 宋文艳,黎明,蔡元虎.  航空发动机. 2004(03)
[4]轴流压气机设计技术的发展[J]. 程荣辉.  燃气涡轮试验与研究. 2004(02)
[5]变几何叶片对压气机特性影响的实验研究及分析[J]. 楚武利,朱俊强.  应用力学学报. 2003(01)
[6]轴流式压气机级变几何叶栅的设计研究[J]. G、K、赛罗维,P、开瓦纳夫,刘占民.  热能动力工程. 1988(05)
[7]压气机可转导叶机构的设计方法[J]. 袁曾寿.  舰船科学技术. 1983(03)
[8]静叶可调轴流压气机的特性计算[J]. 吕文灿.  动力工程. 1981(04)

博士论文
[1]低速轴流压气机旋转失速的数值模拟研究[D]. 蒋康涛.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2004



本文编号：3028590