【摘要】： 現(xiàn)代的軸流壓氣機(jī)設(shè)計(jì)要求具有更低的重量和更小的尺寸,這意味著需要更高的單級負(fù)荷和壓比。低反動度附面層抽吸式軸流壓氣機(jī)概念的提出和應(yīng)用對這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了有效的手段。在影響壓氣機(jī)氣動性能的各因素中,附面層的流動狀況具有決定作用。吸氣式壓氣機(jī)設(shè)計(jì)的研究表明,采用附面層抽吸技術(shù),可以大大提高壓氣機(jī)葉柵的負(fù)荷水平和擴(kuò)壓能力,是一種具有廣闊發(fā)展前景的新概念壓氣機(jī)設(shè)計(jì)方法。 本文以帶有抽吸結(jié)構(gòu)的低反動度軸流式壓氣機(jī)為研究對象,其抽吸結(jié)構(gòu)包括抽吸槽和吸氣腔,抽吸槽分別位于靜葉吸力面和靜葉柵下端壁近吸力面處,靜葉具有較大的轉(zhuǎn)角。通過五孔探針測得了葉柵進(jìn)出口截面上的氣動參數(shù),考察了不同抽吸方式下附面層抽吸對壓氣機(jī)葉柵氣動性能的影響。對實(shí)驗(yàn)級進(jìn)出口截面上壓力、速度矢量及總壓損失系數(shù)等的分布狀況,以及級的特性曲線,進(jìn)行了細(xì)致的分析。結(jié)果表明,進(jìn)行附面層抽吸可以在一定程度上減小通道渦的強(qiáng)度和尺度,有效地延遲吸力面的分離趨勢和降低分離的強(qiáng)度,并能使吸力面角區(qū)低能流體的積聚減弱,阻塞作用減輕,從而使流動損失減小,擴(kuò)壓能力得以恢復(fù),提高壓氣機(jī)整體性能。 論文著重對不同抽吸方式下的效果進(jìn)行了對比分析,其抽吸方式分為三類:輪轂處抽吸,吸力面抽吸以及不進(jìn)行抽吸的方案。研究結(jié)果表明,所有抽吸方案均能使葉柵的總壓損失減小,但是單一的抽吸方式不能很好地減少分離,組合抽吸能更好地控制葉柵的三維分離流動。
【圖文】：

第2章 實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)過程介紹2.1 實(shí)驗(yàn)裝置介紹在航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展過程中，對發(fā)動機(jī)重要組成部分—壓氣機(jī)的研究始有重要的地位。要深入了解壓氣機(jī)葉柵中流動的物理過程、驗(yàn)證理論分析的實(shí)用性、解決工程應(yīng)用中的實(shí)際問題、檢驗(yàn)數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性，都要求氣機(jī)的設(shè)計(jì)、研究過程中進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)研究�？梢哉f，壓氣機(jī)的實(shí)驗(yàn)研研究壓氣機(jī)的基礎(chǔ)和必要環(huán)節(jié)。本文為了驗(yàn)證高負(fù)荷、低反動度附面層抽壓氣機(jī)設(shè)計(jì)方法的可行性，，進(jìn)行了單級高負(fù)荷附面層抽吸式壓氣機(jī)的動態(tài)。2.1.1 實(shí)驗(yàn)臺簡介

圖 2-2 附面層抽吸與流量控制系統(tǒng)附面層抽吸及流量控制系統(tǒng)見圖 2-2，實(shí)驗(yàn)采用 2BVA 型水環(huán)式真空泵進(jìn)面層抽吸，每臺真空泵的最大抽氣量為 400m3/h，可以提供 3300Pa 的極限。在真空泵前接有 LUGB 系列渦街流量計(jì)，通過渦街流量計(jì)上的閥門控制量。實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先調(diào)節(jié)真空泵達(dá)到所要求的流量值，再啟動壓氣機(jī)實(shí)驗(yàn)臺相關(guān)數(shù)據(jù)的采集。實(shí)驗(yàn)過程中受葉片表面氣流的影響，實(shí)際抽吸量比壓氣動前略有不同，具體抽吸量以壓氣機(jī)開啟后為準(zhǔn)。1.2 實(shí)驗(yàn)件簡介實(shí)驗(yàn)件為低反動度附面層抽吸壓氣機(jī)級，由進(jìn)口導(dǎo)葉、動葉和帶有附面吸的靜葉組成，圖 2-3 和 2-4 分別展示了這些部件。動葉帶有較強(qiáng)的彎扭，采用整體葉盤數(shù)控加工，具有較高的精度；靜葉為直葉片，通過線切割出吸氣容腔，并采用金屬膠對接口密封。在動葉進(jìn)口和靜葉出口分別沿節(jié)向開有 13 處徑向孔，用來安裝自動探針架測量截面詳細(xì)流場參數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH453

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張華良;王松濤;王仲奇;;采用壁面吸氣改善葉柵性能的數(shù)值模擬[J];動力工程;2006年06期

2 陳芳,陳矛章,蔣浩康;平面葉柵端壁流的試驗(yàn)研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);1988年02期

3 郭緒W

本文編號：2590563