轴向间隙对直、弯静叶轴流压气机时序效应影响的研究
发布时间：2021-08-02 14:46
现代航空工业的快速发展,要求不断提高航空发动机的性能。而压气机作为航空涡轮发动机三大核心部件之一,其气动性能的改善对整个航空发动机的性能提高起着至关重要的作用。更高的效率及压比、更大的负荷与喘振裕度、更小的尺寸及更轻的重量成为压气机性能提高的目标所在。基于这一背景,本文通过对一台重复级低速轴流压气机流场的详细测量,分别研究了采用直静叶及正弯静叶的压气机在不同轴向间隙、不同流量工况及不同静叶时序位置下的流动特性,并通过数值模拟的手段对流场进行了验证,补充了实验过程中无法测得的流场细节。最后以此为基础,通过拓扑分析的方法,给出了带叶根间隙的压气机静叶流道内的详细涡系结构,并指出了设计工况下流场的拓扑规律和不同静叶之间的流场差异。根据实验结果,在原型轴向间隙方案下,采用直、弯静叶的压气机中都存在明显的时序效应,且时序效应随着流量的增加而增强。通过考察两列静叶时均尾迹相对位置与效率之间的联系,验证了经典的尾迹/前缘干涉理论:当前级叶列时均尾迹扫在后级同名叶列前缘附近时,对应效率最高的时序位置;当前级叶列时均尾迹位于后级同名叶列流道中央时,对应效率最低的时序位置。相比较而言,采用正弯静叶时由于尾...
【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】：195 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
涡轮负射流效应[42]
叶通道涡在动叶内的输运。静叶通道涡吸力面侧分支位于发展中的动叶根部通道涡上方，两者旋向相反；压力面侧分支与动叶根部通道涡旋向相同，并被后者卷吸。动叶顶部也有类似现象发生，泄漏涡和通道涡的干扰引起静叶通道涡沿着动叶吸力面向叶展中部移动。1.4.3 位势型强迫作用叶轮机内下游叶列对上游叶列的干扰主要体现在势流作用上，就不可压流动而言，如果相邻叶列间距超过叶片弦长，通常可以忽略势流干扰。对可压流动来说，势流干扰会随着马赫数的增加沿轴向传播很远。大部分叶轮机械内叶列的轴向间隙都相当大，势流干扰通常为其他类型的周期性非定常干扰所控制，特别是从上游叶列或其他附属物脱落的尾迹与下游相对运动着的叶列之间的干扰。Gallus[94]的工作表明，当叶轮机械相邻叶列的轴向间图 1- 3 一个简单的叶片-旋涡输运模型[91]Fig.1- 3 A simple blade-vortex transport model[91]
动叶吸力面向叶展中部移动。叶列的干扰主要体现在势流作用上，就不可距超过叶片弦长，通常可以忽略势流干扰。对着马赫数的增加沿轴向传播很远。大部分叶轮大，势流干扰通常为其他类型的周期性非定常列或其他附属物脱落的尾迹与下游相对运动着的工作表明，当叶轮机械相邻叶列的轴向间图 1- 3 一个简单的叶片-旋涡输运模型[91]Fig.1- 3 A simple blade-vortex transport model[91]
【参考文献】：
期刊论文
[1]大涵道比涡扇发动机风扇/压气机气动设计技术分析[J]. 陈懋章,刘宝杰. 航空学报. 2008(03)
[2]核心机技术在发动机研制中的作用和地位[J]. 黄顺洲,黄红超,李刚团,刘德虎. 航空制造技术. 2007(01)
[3]APTD计划取得阶段性成果[J]. 燃气涡轮试验与研究. 2006(03)
[4]低速环形压气机静叶栅采用弯叶片壁面分离流结构的数值分析[J]. 张永军,陈浮,冯国泰,苏杰先. 动力工程. 2006(04)
[5]环形扩压叶栅弯叶片对流场性能的影响[J]. 张永军,冯国泰,苏杰先,王仲奇. 热能动力工程. 2006(02)
[6]用CFD研究高压比离心叶轮内的二次流动[J]. 康顺,陈党慧. 航空动力学报. 2005(06)
[7]航空动力发展的历史性机遇[J]. 刘大响. 航空发动机. 2005(02)
[8]轴向间距对压气机失速特性的影响[J]. 李传鹏,胡骏,王英锋,张燎原. 工程热物理学报. 2005(02)
[9]轴向间距对压气机气动稳定性的影响[J]. 张环,胡骏,李传鹏,王英锋. 航空动力学报. 2005(01)
[10]轴向间距变化对轴流压气机全流量特性的影响[J]. 李传鹏,胡骏,张燎原,王英锋. 推进技术. 2004(06)
博士论文
[1]采用叶片弯/掠及附面层抽吸控制扩压叶栅内涡结构的研究[D]. 张华良.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3317754
【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】：195 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
涡轮负射流效应[42]
叶通道涡在动叶内的输运。静叶通道涡吸力面侧分支位于发展中的动叶根部通道涡上方，两者旋向相反；压力面侧分支与动叶根部通道涡旋向相同，并被后者卷吸。动叶顶部也有类似现象发生，泄漏涡和通道涡的干扰引起静叶通道涡沿着动叶吸力面向叶展中部移动。1.4.3 位势型强迫作用叶轮机内下游叶列对上游叶列的干扰主要体现在势流作用上，就不可压流动而言，如果相邻叶列间距超过叶片弦长，通常可以忽略势流干扰。对可压流动来说，势流干扰会随着马赫数的增加沿轴向传播很远。大部分叶轮机械内叶列的轴向间隙都相当大，势流干扰通常为其他类型的周期性非定常干扰所控制，特别是从上游叶列或其他附属物脱落的尾迹与下游相对运动着的叶列之间的干扰。Gallus[94]的工作表明，当叶轮机械相邻叶列的轴向间图 1- 3 一个简单的叶片-旋涡输运模型[91]Fig.1- 3 A simple blade-vortex transport model[91]
动叶吸力面向叶展中部移动。叶列的干扰主要体现在势流作用上，就不可距超过叶片弦长，通常可以忽略势流干扰。对着马赫数的增加沿轴向传播很远。大部分叶轮大，势流干扰通常为其他类型的周期性非定常列或其他附属物脱落的尾迹与下游相对运动着的工作表明，当叶轮机械相邻叶列的轴向间图 1- 3 一个简单的叶片-旋涡输运模型[91]Fig.1- 3 A simple blade-vortex transport model[91]
【参考文献】：
期刊论文
[1]大涵道比涡扇发动机风扇/压气机气动设计技术分析[J]. 陈懋章,刘宝杰. 航空学报. 2008(03)
[2]核心机技术在发动机研制中的作用和地位[J]. 黄顺洲,黄红超,李刚团,刘德虎. 航空制造技术. 2007(01)
[3]APTD计划取得阶段性成果[J]. 燃气涡轮试验与研究. 2006(03)
[4]低速环形压气机静叶栅采用弯叶片壁面分离流结构的数值分析[J]. 张永军,陈浮,冯国泰,苏杰先. 动力工程. 2006(04)
[5]环形扩压叶栅弯叶片对流场性能的影响[J]. 张永军,冯国泰,苏杰先,王仲奇. 热能动力工程. 2006(02)
[6]用CFD研究高压比离心叶轮内的二次流动[J]. 康顺,陈党慧. 航空动力学报. 2005(06)
[7]航空动力发展的历史性机遇[J]. 刘大响. 航空发动机. 2005(02)
[8]轴向间距对压气机失速特性的影响[J]. 李传鹏,胡骏,王英锋,张燎原. 工程热物理学报. 2005(02)
[9]轴向间距对压气机气动稳定性的影响[J]. 张环,胡骏,李传鹏,王英锋. 航空动力学报. 2005(01)
[10]轴向间距变化对轴流压气机全流量特性的影响[J]. 李传鹏,胡骏,张燎原,王英锋. 推进技术. 2004(06)
博士论文
[1]采用叶片弯/掠及附面层抽吸控制扩压叶栅内涡结构的研究[D]. 张华良.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3317754
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3317754.html
