【摘要】： 現(xiàn)代葉輪機械的發(fā)展,在氣動性能和可靠性方面提出了更高的要求,其中深入的理解和研究流動的非定常效應有著非常重要的意義。在各種非定常流動的研究中,改變?nèi)~輪機械內(nèi)同名葉柵的周向相對位置是近年發(fā)展起來的控制葉列間干擾的方法。大量的實驗與數(shù)值模擬都證明,時序效應可以有效的減小葉列間干擾的負效應和改善機組效率,但是仍然缺乏比較系統(tǒng)的機理分析。本文利用動態(tài)實驗方法,系統(tǒng)的研究了時序效應在低速重復級壓氣機上的應用。 本文對不同軸向間隙靜葉時序效應實驗的結(jié)果進行了分析。首先,時序效應對壓氣機的氣動性能有一定的影響,分析結(jié)果顯示,在不同軸向間隙設計工況下,時序效應所帶來的壓氣機的效率都有0.7%左右的提高。軸向間隙的改變將同樣會影響機組的氣動性能。本文在原型基礎上構(gòu)造了兩種軸向間隙變化的方案,為了研究軸向間隙的改變給各列葉柵氣動性能帶來顯著變化的原因,本文提出了一個分析的框架。分析的結(jié)果顯示,軸向間隙最小的方案在葉柵中都表現(xiàn)出較低的流動損失,帶來了壓氣機氣動性能的明顯變化。本文最后還依據(jù)實驗結(jié)果提出了軸向間隙和時序效應的最優(yōu)匹配,二者的優(yōu)勢結(jié)合是進一步提高壓氣機性能的一個極具潛力的技術(shù)途徑。
【圖文】：

使流動具有非定常性。此外，在葉片的產(chǎn)生與傳播，葉片表面流動的非定常，轉(zhuǎn)捩的不穩(wěn)定型，尾緣的非定常脫落片與氣體的非定常作用及引起的葉片振流動。這些非定�，F(xiàn)象，及其誘發(fā)的流用，，不但與葉輪機效率，級負荷密切相深入的理解和研究非定常流動現(xiàn)象，對的意義�，F(xiàn)狀射流

圖 1-2 不同軸向間隙下壓氣機的效率變化[3]圖 1-3 不同軸向間隙下渦輪效率的變化[4]Smith[3]在一臺 4 級低速壓氣機的實驗研究中發(fā)現(xiàn)減少葉列間軸向間隙會帶來落后角和損失系數(shù)明顯的降低。軸向間隙從弦長的 37%降低到 7%，效率提高 1-2%，壓比提高 2-4%。（圖 1-3）吳仲華[4]在 1952 年發(fā)現(xiàn)，隨著軸向間隙的增加，渦輪的效率也在提高（圖 1-3）。為了解釋上述現(xiàn)象，Smith[3]提出了尾跡虧損的恢復機理：一個可逆的過程降低了尾跡的摻混損失。他認為尾跡將在下游葉列內(nèi)被拉伸，它源于相對運動和下游葉列的加載作用。Van de Wall[5]對這個理論作了更詳細的補充，他認為與尾跡有關(guān)的損失是通過粘性摻混過程產(chǎn)生的，如果存在某種過程可以降低尾跡的摻混損失，那么總損失也會降低。由于動葉后排列著靜葉，那么動葉的尾跡將被靜葉切割成為片斷，并伴隨著主流在靜葉流道內(nèi)輸運。在這個過程中，尾跡片斷內(nèi)的小尺度漩渦將被拉伸（或壓縮）和傾斜，這種旋渦運動就扮演了改變動葉尾跡虧損的角色。所以說靜葉的存在，使得旋渦運動和粘性作用一起成為影響動葉尾跡虧損的兩個決定因素。1.2.2 尾跡干擾的研究轉(zhuǎn)動部件與靜止部件之間的直接干擾主要由無粘勢流干擾和粘性尾跡干擾
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TH45

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