崔伟伟
,
项效镕
,
杜建一
,
徐建中
工程热物理学报
本文对一高负荷跨音转子采用掠技术进行了改型设计,并通过数值模拟对原型以及前、后掠转子分别进行了流场分析。结果发现掠叶片效率和压比与原型叶片相差不大,但是前掠叶型的失速裕度得到了大幅提高。同时前掠叶型的堵塞流量比原始叶型增大,而后掠叶型却明显减小。叶片采用掠之后一方面前缘位置变化所引起的径向压力输运改变了入口来流条件,另一方面气动掠还直接影响到了叶片吸力面附面层内低能流体的径向输运以及在叶尖区域的集聚,从而使流场内部的激波强度及相对位置明显变化,并最终导致叶片不同叶高载荷分布规律的改变。
关键词:
跨音转子
,
掠
,
失速裕度
,
低能流体
崔伟伟
,
赵庆军
,
杜建一
,
徐建中
工程热物理学报
本文通过调整叶型中线分布设计了几种不同的跨音转子，并采用数值模拟的方法研究了其对跨音转子流场性能的影响。研究结果表明，高来流马赫数下跨音转子流场对叶型中线分布比较敏感，中线分布应尽可能保证负荷的平稳加载和预期的气流折转；跨音转子叶根区域仅在前缘附近存在局部超音区，较大的叶型折转对流场影响不大；其叶尖区域主要依靠激波增压且易诱发边界层分离，在设计中该区域的叶型折转应尽可能小，且应将叶型的折转主要集中在通道激波后的扩张段；跨音转子设计中，其最大厚度点之后的中线折转比重采用由叶根沿展向逐渐增大的分布规律可有效地降低流动分离损失；通道激波后出现的局部加速区有助于压制激波诱导的边界层分离。
关键词:
跨音转子
,
叶型中线
,
叶片安装角
,
极限流线
崔伟伟
,
杜建一
,
徐建中
工程热物理学报
本文设计了三种不同的叶片扩压器与前期设计的100kW级离心压气机的叶轮进行匹配,并进行了数值模拟.结果显示三种叶片扩压器入口平均马赫数为0.8,流场内不存在局部超音区,避免出现激波与边界层的相互干涉以减小损失.扩压器入口气流角与设计值最大偏差小于4°.采用三种叶片扩压器的离心压气机总体性能均满足设计要求,尤其是采用双圆弧法设计的翼型扩压器总体性能和内部流场分布都明显优于另外两种扩压器.
关键词:
叶片扩压器
,
双圆弧法
,
稠度
刘纯杰
,
崔伟伟
,
赵庆军
工程热物理学报
本文采用理论分析和数值模拟的方法对预压缩型超音压气机叶栅的气动性能进行了分析研究.结果表明,叶栅通道中的预压缩波可以有效地降低叶栅自起动所需的最小喉口/进口面积比,改善起动性能;随进口马赫数的降低,预压缩波由与前缘弓形激波压力面分支相交将变为与吸力面分支相交;当预压缩波与前缘弓形激波吸力面分支相交后,前缘驻点流线与叶片吸力面之间的流道宽度将随进口马赫数的降低而变窄,使得进口气流角增大.
关键词:
预压缩
,
自起动
,
超音叶栅
,
激波结构
崔伟伟
,
赵庆军
,
赵晓路
工程热物理学报
采用复合掠设计的两跨音转子在中径附近的气动损失比单纯的前掠转子要明显减弱,同时其等熵效率和失速裕度比原型转子分别相对提高了1％和5％～10％.与原型转子相比,两复合掠转子由于叶尖前缘附近载荷的降低使得由该区域产生的泄漏涡强度明显减弱,同时其吸力面附面层内低能流体在叶尖后半段的堆积也有所减少.两因素使复合掠转子在叶尖区域的气动损失和堵塞效应明显降低.此外在复合掠设计的基础上对掠转子的叶型几何做进一步优化后,使新转子的总体性能和结构强度又得到明显改善,尤其是失速裕度比原型转子相对提高了18％以上.
关键词:
复合掠
,
泄漏流
,
极限流线
,
失速裕度
