多級高負荷軸流壓氣機設計工況氣動性能分析
發(fā)布時間:2021-11-16 12:44
跨音壓氣機是實現(xiàn)先進燃氣輪機壓氣機高負荷要求的重要技術手段,在顯著提高平均級壓比的同時,引入了激波等復雜流動結構.本文針對某三級跨音軸流壓氣機開展數(shù)值研究,獲得并分析其在設計轉速和設計點條件下的氣動性能和流場細節(jié).結合試驗數(shù)據(jù)對計算流體力學(CFD)計算結果的可靠性進行驗證,并探討網(wǎng)格參數(shù)等因素對計算結果的影響,進而獲得在有限計算資源條件下準確度足夠高的數(shù)值方案.其中,設計轉速特性曲線與設計點徑向分布定性、定量吻合良好,流量偏差小于1%,效率偏差小于1個百分點.本文詳細總結各級動、靜葉擴壓能力、損失水平的變工況與徑向分布規(guī)律,確定第三級動、靜葉在設計點和變工況條件下均存在不同程度的流動問題,且與堵塞和失速現(xiàn)象的發(fā)生存在強相關性.結合具體流場結構分析,設計點處第三級動葉中間葉高出現(xiàn)波前馬赫數(shù)峰值,進而出現(xiàn)激波誘導的邊界層分離泡;第三級靜葉具有較差的變工況性能,其葉根角區(qū)失速是定常雷諾平均納維-斯托克斯方程(RANS)計算條件下該壓氣機的失速形式.
【文章來源】:中國科學:技術科學. 2020,50(10)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
某三級高負荷壓氣機子午流面網(wǎng)格示意圖(經(jīng)變形處理)
圖1 某三級高負荷壓氣機子午流面網(wǎng)格示意圖(經(jīng)變形處理)圖3 (網(wǎng)絡版彩圖)某多級高負荷壓氣機設計點性能參數(shù)分布.(a)壓比徑向分布;(b)溫比徑向分布
(網(wǎng)絡版彩圖)某多級高負荷壓氣機設計點性能參數(shù)分布.(a)壓比徑向分布;(b)溫比徑向分布
【參考文獻】:
期刊論文
[1]某五級高負荷軸流壓氣機氣動性能分析[J]. 寧濤,顧春偉,肖耀兵,李孝堂,劉太秋. 工程熱物理學報. 2016(01)
[2]某渦扇發(fā)動機多級高負荷風扇/壓氣機氣動性能數(shù)值模擬[J]. 金東海,桂幸民. 航空動力學報. 2011(05)
[3]葉頂間隙變化對多級壓氣機性能影響的數(shù)值研究[J]. 王祥鋒,王松濤,韓萬金. 科學技術與工程. 2009(12)
[4]Lessons from Rotor 37[J]. J.D. Denton(Whittle Laboratory Cambridge University Engineering Dept., Cambridge, England). Journal of Thermal Science. 1997(01)
本文編號:3498914
【文章來源】:中國科學:技術科學. 2020,50(10)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
某三級高負荷壓氣機子午流面網(wǎng)格示意圖(經(jīng)變形處理)
圖1 某三級高負荷壓氣機子午流面網(wǎng)格示意圖(經(jīng)變形處理)圖3 (網(wǎng)絡版彩圖)某多級高負荷壓氣機設計點性能參數(shù)分布.(a)壓比徑向分布;(b)溫比徑向分布
(網(wǎng)絡版彩圖)某多級高負荷壓氣機設計點性能參數(shù)分布.(a)壓比徑向分布;(b)溫比徑向分布
【參考文獻】:
期刊論文
[1]某五級高負荷軸流壓氣機氣動性能分析[J]. 寧濤,顧春偉,肖耀兵,李孝堂,劉太秋. 工程熱物理學報. 2016(01)
[2]某渦扇發(fā)動機多級高負荷風扇/壓氣機氣動性能數(shù)值模擬[J]. 金東海,桂幸民. 航空動力學報. 2011(05)
[3]葉頂間隙變化對多級壓氣機性能影響的數(shù)值研究[J]. 王祥鋒,王松濤,韓萬金. 科學技術與工程. 2009(12)
[4]Lessons from Rotor 37[J]. J.D. Denton(Whittle Laboratory Cambridge University Engineering Dept., Cambridge, England). Journal of Thermal Science. 1997(01)
本文編號:3498914
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