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叶片正弯曲对压气机叶栅叶片表面流动的影响

为了研究叶片正弯曲对压气机叶栅气动性能的影响,对具有可控扩散叶型(CDA)的直叶片和正弯曲25°叶片平面叶栅进行了实验研究和数值模拟,获得了两种叶栅叶片表面流场显示结果  (本文共5页) 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

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

现代重型燃气轮机压气机的发展趋势是以更少的级数实现更高的压比,为此,日益提高的级负荷使得压气机的气动设计方法和流动控制手段成为压气机设计能否成功的关键。针对400MW G/H级重型燃气轮机的高压压气机,本课题的研究内容主要分为气动设计方法和相关的流动控制技术两个方面展开。为了快速、准确的完成多级压气机的设计,本文建立了自动化程度较高的多级压气机气动设计流程。并依托于此,对压气机设计过程中设计参数的选择,气动负荷的分配进行了深入系统的研究,总结了多级压气机设计的一般性规律。基于对设计方法的认识,以验证方法为目的,完成了一台压比1.20的单级低速轴流压气机的气动设计,载荷系数高达0.83,在保持27.1%的失速裕度的同时,实现了设计工况等熵效率86.1%的高效流动。此后,为了进一步提高压气机性能,通过对气动负荷和设计参数的重新组织分配,引入了主动控制的附面层抽吸技术,对吸附式压气机的设计思路进行了探索,在保持压比和失速裕度的同时,将...  (本文共221页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

弯曲叶片控制扩压叶栅二次流动的实验研究

现代航空工业的发展,要求不断提高航空发动机的性能,其中压气机性能的改善起着十分关键的作用。因此,研究压气机叶栅内真实流动的结构和机理,探索降低做为叶栅中主要能量损失的二次流损失的方法和途径是非常必要的。本文对具有常规直叶片、正倾斜叶片、正弯曲叶片、反弯曲叶片和S型叶片的压气机平面扩压叶栅,在低速大尺寸风洞上进行了实验研究。在零冲角、正冲角和负冲角下利用静压测孔和五孔束状探针对叶栅壁面静压和叶栅出口流场进行了详细的测量,并在零冲角下进行了流场显示。实验给出了五种叶栅零冲角和变冲角下的特性。实验结果表明,常规直叶栅的通道涡较强,叶栅出口集中脱落涡和角区分离泡的存在,造成了叶栅两端区较高的二次流损失。在正倾斜叶栅中,根部区域通道涡加强,角区的分离消失,吸力面上气流分离由鞍点/螺旋点分离转变为鞍点/结点分离,根部区二次流损失降低;顶部区域由于低能流体的大量集聚,分离和回流相当严重,高损失区扩大,叶栅的总损失提高。正弯曲叶栅中,建立了沿叶...  (本文共189页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(工程热物理研究所)
中国科学院研究生院(工程热物理研究所)

弯曲叶片透平叶栅和单级轴流风机气动特性的实验和数值模拟研究

本文采用实验和数值模拟的方法,分别对弯曲叶片透平叶栅和单级子午加速轴流风机的三维流场进行了研究。实验分别在中国科学院工程热物理所平面叶栅实验台和轴流风机实验台上进行,数值模拟采用三维粘性数值模拟软件Fine/Turbo。本文共分两个部分:第一部分报告了叶片弯曲对低展弦比透平叶栅流场影响的研究结果。实验测量了一典型透平静叶型常规直叶片叶栅和叶片弯曲角(端部倾斜角)分别为-20°、-10°、+10°、+20°及+30°的弯曲叶片叶栅出口流场和叶片表面静压分布。并对上述六套叶栅三维粘性流场进行了数值模拟。详细对比了各叶栅出口截面流场和壁面静压分布,在此基础上分析了叶片弯曲对叶片表面静压分布及叶片负荷的影响,以及近壁流谱,流道中各主要旋涡和损失发展的规律。实验结果和数值模拟结果均表明,对于该叶栅,叶片弯曲虽然在叶片表面建立了“C”型压力分布,但并没有提高叶栅流场的气动性能。随着叶片正弯曲角的增大:叶栅总损失增加;叶栅出口气流角沿叶高剧烈...  (本文共177页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北工业大学
西北工业大学

附面层抽吸对轴流压气机流动控制及性能影响的研究

航空发动机的发展要求进一步提高其关键部件轴流压气机的性能。随着轴流压气机级负荷的逐渐提升,压气机内部分离流、二次流等显著影响其效率和稳定性,同时也阻碍压气机级负荷的提高。轴流压气机性能的进一步提升得益于对其内部流动机理和流动控制技术在压气机内部应用的深入研究。在轴流压气机中,转子、静子叶栅内附面层分离流、角区失速、通道涡、泄漏涡等流动现象严重影响着压气机性能的提升,叶片表面脱落涡引起的气动激振力对于压气机的稳定工作也有着重要影响。目前,附面层抽吸技术已被证明是有效控制附面层分离、提高压气机负荷的流动控制技术之一。因此,深入开展附面层抽吸控制叶栅内流场的研究,是进一步提高轴流压气机性能的关键。为验证附面层抽吸对压气机叶栅流场的改善效果,设计了两套吸附式压气机叶栅,实验测量了附面层抽吸前后叶栅总性能、栅后尾迹曲线。研究发现,附面层抽吸后,叶栅损失系数大幅降低,各实验工况尾迹区的宽度明显减小,深度明显降低,逐渐向叶片尾缘移动,表明附面...  (本文共266页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连海事大学
大连海事大学

跨声速压气机应用弯曲叶片的数值研究

燃气轮机是对国防工业和国民经济有着重大战略意义的产品,压气机性能的改善对于提升发动机整体性能起着非常关键的作用,随着压气机向着高负荷、超/跨声速方向发展,高性能的超/跨声速压气机叶片设计技术已成为热点研究领域之一。叶片三维积叠线的轴向、周向倾斜或者弯曲均对压气机气动性能有着重要影响,跨声速压气机弯曲叶片的应用研究成为国内外研究工作的重点。本文以跨声速压气机转子Rotor37和级Stage37为研究对象,借助商业软件NUMECA,开展动/静叶片弯曲的数值研究,重点研究叶片弯曲造型对跨声速压气机内部流动特性及损失机理的影响,为在跨声速压气机中应用弯曲叶片技术提供进一步的理论基础,主要开展了以下几方面工作:首先,对研究对象进行了网格无关性验证,在此基础上将原型数值结果和实验进行对比,结果表明数值模拟可以较好的反映实际流场信息,保证计算的可靠性。在后续的数值研究中以数值原型为标准进行对比分析。然后,根据正/反弯曲、弯高及弯角参数对Rot...  (本文共106页) 本文目录 | 阅读全文>>