本文關鍵詞：旋轉沖壓壓縮轉子試驗系統(tǒng)氣動性能數(shù)值研究

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【摘要】：為了提高燃氣輪機的性能,超/跨聲壓氣機的研制至關重要。作為一種新型的超聲速壓氣機轉子,旋轉沖壓壓縮轉子通過激波對來流進行高效的減速增壓,可以達到較高的單級壓比。本文對這種激波增壓式的旋轉沖壓壓縮轉子試驗系統(tǒng)通流部分進行數(shù)值模擬,計算模型包括進口段、導葉段、旋轉沖壓壓縮轉子段及出口支板段。得到整個試驗系統(tǒng)的各部件流場參數(shù)并進一步對其性能展開分析。本文首先對設計轉速下的旋轉沖壓壓縮轉子試驗系統(tǒng)通流部分進行數(shù)值模擬,得到其最高效率工況和近失速工況的流動特性。研究發(fā)現(xiàn),旋轉沖壓壓縮轉子雖然受到上下游葉柵的影響,但仍可以實現(xiàn)較高的單級增壓比。進口導葉對氣流增速并進行預旋偏轉,能夠滿足下游旋轉沖壓壓縮轉子對來流條件的要求。受下游旋轉沖壓壓縮轉子隔板影響,導葉內(nèi)氣流周向分布不均勻。旋轉沖壓壓縮轉子中間主流和近隔板處經(jīng)歷不同的壓縮過程,中心主流形成λ激波,靠近隔板壓力面?zhèn)燃げㄕ７瓷?靠近隔板吸力面?zhèn)葎t形成了激波串。出口支板段氣流分布不均勻,在靠近支板壓力面?zhèn)群洼嗇灡诿娓浇鼩饬髁鲃油〞?馬赫數(shù)和總壓較高。之后又進行了不同反壓和轉速條件下旋轉沖壓壓縮轉子試驗系統(tǒng)的數(shù)值模擬,探討了反壓和轉速對旋轉沖壓壓縮轉子試驗系統(tǒng)的影響,以此來分析其變工況性能。結果表明,旋轉沖壓壓縮轉子特性曲線較常規(guī)亞聲速壓氣機陡峭,效率流量特性線存在拐點,而壓比-流量特性線則隨流量降低單調(diào)增加。出口反壓增加時,導葉段內(nèi)氣流流動沿周向方向趨于均勻。旋轉沖壓壓縮轉子流道內(nèi)依次出現(xiàn)斜激波、斜激波/激波串、λ激波/正激波、λ激波四種激波壓縮結構。出口支板段隨著反壓增加存在最小損失工況。轉速升高時,導葉流道氣流損失變化不大。旋轉沖壓壓縮轉子逐漸進入起動工況,壓縮面上的激波系在機匣上的入射點逐漸向下游發(fā)展,激波數(shù)目增加。出口支板段產(chǎn)生的氣流損失隨轉速的升高而增大。
【關鍵詞】：旋轉沖壓壓縮轉子 試驗系統(tǒng) 通流部分 氣動性能 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK473
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-23
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 旋轉沖壓壓縮原理及發(fā)展現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 旋轉沖壓壓縮基本原理11-12
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 旋轉沖壓壓縮轉子發(fā)展前景、技術難點19-21
• 1.3.1 發(fā)展前景19-20
• 1.3.2 技術難點20-21
• 1.4 本文研究目的和內(nèi)容21-23
• 第2章 數(shù)值計算方法及網(wǎng)格無關性驗證23-35
• 2.1 引言23-24
• 2.2 計算模型24-25
• 2.3 數(shù)值模擬方法25-31
• 2.3.1 數(shù)值仿真軟件25-26
• 2.3.2 網(wǎng)格劃分26-27
• 2.3.3 求解方法27-29
• 2.3.4 湍流模型29-30
• 2.3.5 邊界條件30-31
• 2.3.6 求解控制參數(shù)31
• 2.4 網(wǎng)格無關性驗證31-33
• 2.5 本章小結33-35
• 第3章 旋轉沖壓壓縮轉子試驗系統(tǒng)典型工況數(shù)值研究35-72
• 3.1 引言35
• 3.2 旋轉沖壓壓縮轉子特性參數(shù)35-37
• 3.3 最高效率工況37-55
• 3.3.1 導葉段37-42
• 3.3.2 旋轉沖壓壓縮轉子段42-54
• 3.3.3 出口支板段54-55
• 3.4 近失速工況55-70
• 3.4.1 導葉段55-60
• 3.4.2 旋轉沖壓壓縮轉子段60-69
• 3.4.3 出口支板段69-70
• 3.5 本章小結70-72
• 第4章 旋轉沖壓壓縮轉子試驗系統(tǒng)變工況數(shù)值研究72-90
• 4.1 引言72
• 4.2 旋轉沖壓壓縮轉子特性曲線72-73
• 4.3 變工況性能分析73-88
• 4.3.1 變出口反壓工況73-82
• 4.3.2 變轉速工況82-88
• 4.4 本章小結88-90
• 結論90-92
• 參考文獻92-96
• 致謝96

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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本文編號：969479