轉靜間隙渦對離心壓氣機氣動特性的影響研究
發(fā)布時間：2021-10-10 09:47
轉靜匹配不僅對葉輪和擴壓器的特性產(chǎn)生影響,而且對壓氣機整級的特性也造成了很大的影響,其重要作用途徑是包括轉靜間隙渦的諸多轉靜子間隙內流動特征。為了清楚的了解轉靜間隙渦對離心壓氣機匹配特性造成的影響,本文分析了轉靜間隙渦的形成機理,并研究了該流動特征對離心壓氣機氣動特性的影響規(guī)律。主要的工作內容如下:1、研究了轉靜間隙渦的形成機理及其所受擴壓器影響的主要因素基于動力學原理分析了轉靜間隙渦的形成機理,據(jù)此總結了擴壓器進口半徑和氣流密度相同時削弱轉靜間隙渦的基本途徑,包括:增大葉輪下游氣流的周向速度、減小子午流線方向的逆壓力梯度、減小摩擦力。通過多個無葉及有葉擴壓器方案與同一離心葉輪匹配工作時轉靜間隙渦的對比分析,發(fā)現(xiàn)擴壓器進口攻角,葉片角分布以及通道面積分布都會對轉靜間隙渦的形成產(chǎn)生很大的影響。2、研究了轉靜間隙渦對葉輪特性的影響通過改變擴壓器方案調節(jié)轉靜間隙渦特征的途徑,研究了葉輪的特性與轉靜間隙渦參數(shù)的關聯(lián)關系。轉靜間隙渦面積的減小和絕對渦通量平均值的增大利于葉輪效率的提高。轉靜間隙渦中心點的位置存在最佳值使得葉輪的效率最高。轉靜間隙渦的絕對渦通量的積分值和葉輪的特性并沒有明顯的關系。...
【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：79 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
美國黑鷹直升機及其使用的T700-GE-701發(fā)動機
隨著世界航空工業(yè)的迅速發(fā)展，中小型航空發(fā)動機的性能也取得了巨大的改善，其主要作為直升機、輕型攻擊機、無人機和巡航導彈等的動力或飛機輔助動力裝置而被廣泛應用，其產(chǎn)量大約占了全世界航空發(fā)動機市場的 80%以上，產(chǎn)值甚至超過世界航空發(fā)動機的一半。因此中小型航空發(fā)動機已經(jīng)成為了航空發(fā)動機領域的一個重要的組成部分[1]。在中小型航空發(fā)動機中大多應用離心式壓氣機，而改善和提高離心葉輪機械研究和設計水平，對國民經(jīng)濟的發(fā)展以及節(jié)約能源將產(chǎn)生很重要的影響，國內外的研究過程表明，要想提高葉輪機械的性能、擴大其工作的范圍、提高葉輪機械的安全性，需要對離心葉輪機械內部的流動進行深入的了解和詳細的研究，而其中實驗研究和數(shù)值模擬技術是探索研究葉輪機械內部流動規(guī)律的重要方法[2]。圖 1.1 美國黑鷹直升機及其使用的 T700-GE-701 發(fā)動機
圖 1.3 轉靜子間隙附近的壓力分布wes 采用數(shù)值模擬的方法對跨聲速軸流壓氣機級中進行了研究，并對比了端壁區(qū)的流動和葉中的流動都要比葉中的要高。研究還發(fā)現(xiàn)轉子中的大部分的轉靜子干涉造成的沖擊引起的轉子通道中的非定常產(chǎn)生了很大的影響，靜子中大約有 1/3 的損失是由A. Gould 等人采用非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬的方法對離心壓響特性進行研究結果發(fā)現(xiàn)葉輪載荷峰值點可以達延伸 30%葉輪分流葉片弦長可以觀察到 0.2 倍葉片上游葉輪的傳播[9]。R. Srivastava 等人對高轉速離來研究因轉靜子干涉而引起的葉輪葉片的非穩(wěn)態(tài)響擊并造成了強烈的轉靜子干涉，如圖 1.4 所示，干處[10]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]離心壓氣機葉排間渦脫落及氣流脈動行為研究[J]. 李勇,楊策,陳山,祁明旭. 工程熱物理學報. 2011(09)
[2]葉輪機內部轉/靜干涉作用的數(shù)值模擬[J]. 史同承. 航空科學技術. 2010(04)
[3]離心葉輪和擴壓器相互作用[J]. 柳陽威,劉寶杰. 航空動力學報. 2009(12)
[4]NUMERICAL STUDY ON THE UNSTEADY INTERACTION FLOW IN A CENTRIFUGAL COMPRESSOR STAGE[J]. Zhou Li Xi GuangSchool of Energy and Power Engineering,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049, ChinaGao LiminSchool of Science,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049, ChinaWang ShangjinSchool of Energy and Power Engineering,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049, China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2004(04)
[5]離心葉輪機械內部流動的研究進展[J]. 劉瑞韜,徐忠. 力學進展. 2003(04)
博士論文
[1]扭帶及渦產(chǎn)生器在管內誘導的二次流強度及其強化傳熱特性研究[D]. 林志敏.蘭州交通大學 2011
[2]跨聲速壓氣機非定常流動及損失的數(shù)值研究[D]. 孫宇濤.清華大學 2009
碩士論文
[1]葉片擴壓器對葉輪沖擊的研究[D]. 李杰.大連理工大學 2012
本文編號：3428138
【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：79 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
美國黑鷹直升機及其使用的T700-GE-701發(fā)動機
隨著世界航空工業(yè)的迅速發(fā)展，中小型航空發(fā)動機的性能也取得了巨大的改善，其主要作為直升機、輕型攻擊機、無人機和巡航導彈等的動力或飛機輔助動力裝置而被廣泛應用，其產(chǎn)量大約占了全世界航空發(fā)動機市場的 80%以上，產(chǎn)值甚至超過世界航空發(fā)動機的一半。因此中小型航空發(fā)動機已經(jīng)成為了航空發(fā)動機領域的一個重要的組成部分[1]。在中小型航空發(fā)動機中大多應用離心式壓氣機，而改善和提高離心葉輪機械研究和設計水平，對國民經(jīng)濟的發(fā)展以及節(jié)約能源將產(chǎn)生很重要的影響，國內外的研究過程表明，要想提高葉輪機械的性能、擴大其工作的范圍、提高葉輪機械的安全性，需要對離心葉輪機械內部的流動進行深入的了解和詳細的研究，而其中實驗研究和數(shù)值模擬技術是探索研究葉輪機械內部流動規(guī)律的重要方法[2]。圖 1.1 美國黑鷹直升機及其使用的 T700-GE-701 發(fā)動機
圖 1.3 轉靜子間隙附近的壓力分布wes 采用數(shù)值模擬的方法對跨聲速軸流壓氣機級中進行了研究，并對比了端壁區(qū)的流動和葉中的流動都要比葉中的要高。研究還發(fā)現(xiàn)轉子中的大部分的轉靜子干涉造成的沖擊引起的轉子通道中的非定常產(chǎn)生了很大的影響，靜子中大約有 1/3 的損失是由A. Gould 等人采用非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬的方法對離心壓響特性進行研究結果發(fā)現(xiàn)葉輪載荷峰值點可以達延伸 30%葉輪分流葉片弦長可以觀察到 0.2 倍葉片上游葉輪的傳播[9]。R. Srivastava 等人對高轉速離來研究因轉靜子干涉而引起的葉輪葉片的非穩(wěn)態(tài)響擊并造成了強烈的轉靜子干涉，如圖 1.4 所示，干處[10]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]離心壓氣機葉排間渦脫落及氣流脈動行為研究[J]. 李勇,楊策,陳山,祁明旭. 工程熱物理學報. 2011(09)
[2]葉輪機內部轉/靜干涉作用的數(shù)值模擬[J]. 史同承. 航空科學技術. 2010(04)
[3]離心葉輪和擴壓器相互作用[J]. 柳陽威,劉寶杰. 航空動力學報. 2009(12)
[4]NUMERICAL STUDY ON THE UNSTEADY INTERACTION FLOW IN A CENTRIFUGAL COMPRESSOR STAGE[J]. Zhou Li Xi GuangSchool of Energy and Power Engineering,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049, ChinaGao LiminSchool of Science,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049, ChinaWang ShangjinSchool of Energy and Power Engineering,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049, China. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2004(04)
[5]離心葉輪機械內部流動的研究進展[J]. 劉瑞韜,徐忠. 力學進展. 2003(04)
博士論文
[1]扭帶及渦產(chǎn)生器在管內誘導的二次流強度及其強化傳熱特性研究[D]. 林志敏.蘭州交通大學 2011
[2]跨聲速壓氣機非定常流動及損失的數(shù)值研究[D]. 孫宇濤.清華大學 2009
碩士論文
[1]葉片擴壓器對葉輪沖擊的研究[D]. 李杰.大連理工大學 2012
本文編號：3428138
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