转静子间距对斜流压气机流动损失影响研究.pdf
《转静子间距对斜流压气机流动损失影响研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《转静子间距对斜流压气机流动损失影响研究.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、机械制造戈永旺等转静子间距对斜流压气机流动损失影响研究基金项目:国家科技重大专项()第一作者简介:戈永旺()男江苏宿迁人硕士研究生研究方向为叶轮机械气体动力学.:./.转静子间距对斜流压气机流动损失影响研究戈永旺陈杰(南京航空航天大学 能源与动力学院江苏 南京)摘 要:斜流压气机转静子间距对整级性能有重要影响 基于非稳态流场数值模拟计算分析不同转静子间距下叶轮、无叶段、有叶扩压段三部分流动结构及损失机理发现随着间距的增大叶轮部分流动损失几乎不变无叶区部分流动损失增加有叶扩压段各个控制体的流动损失都减少 研究结果可为斜流压气机转静子匹配设计提供参考关键词:斜流压气机流动损失规律控制体转静子匹配数
2、值模拟中图分类号:.文献标志码:文章编号:()():.:引言作为航空发动机中关键部件之一的压气机无论是轴流、离心或者斜流形式其结构上均是旋转叶片和静止叶片依次排列 转静叶排之间距离受到结构的约束也影响着转子出流进入本级静子的流动状态以及压气机的性能早期的实验研究发现轴向间距改变会明显影响轴流压气机性能 随着转静间距减少静子对轴流压气机增稳作用增强失速流量和堵塞流量减少使得压气机工作裕度变宽同时压气机整体扩压能力增强总压比上升总静压升系数增大对于离心压气机转静子间隙的增大对叶轮效率影响较小但会使得扩压器叶片前缘的静压脉动平稳进口马赫数分布均匀增强扩压器内部流动稳定性但扩压器总压恢复系数下降压气机
3、整级效率下降轴流和离心压气机转静子叶排间距的改变都会影响工作稳定性、静子部分的总压恢复等 静子内流动都会受到上游动叶尾迹的影响但两者无叶段流动结构不同离心在转静子间隙中具有强烈的间隙涡、射流尾迹结构等三维流动特征故转静子叶排间距形成的影响也有所不同斜流压气机工作特征兼具轴流和离心式的特点近些年在先进中小型发动机研制中引起关注其转静子叶排间距所形成的影响未必能够与后者之一相同但因发展晚相关研究较少 本文基于流动的非稳态数值模拟进行转静间距对斜流压气机内部流动损失特征的研究 计算模型及数值仿真方法介绍.研究对象本文以一款斜流压气机作为研究对象设计压比.叶轮部分采用分流叶片设计主叶片数 大小叶片数
4、叶轮进出口直径比.进口采用导风轮设计出口采用后弯设计 扩压器部分采用径向段和轴向段一体化构型扩压器进口叶尖相对子午面叶片角.进口叶根叶片角.转静子间距的调整方法本文所研究的斜流压气机转静子间距是指叶轮叶片尾缘至有叶扩压段主叶片前缘的距离用以下 种方式表示:有叶扩压段进口与叶轮出口叶尖处半径的比值/、叶轮和有叶扩压段叶尖的轴向长度、叶轮和有叶扩压段叶尖的子午向长度 如图 所示 参照离心压气机设计中转静子间距/在.之间的建议本文研究的转静子间距范围为.(表)借鉴轴流压气机械制造戈永旺等转静子间距对斜流压气机流动损失影响研究机改变转静子间距的方法把有叶扩压段沿着无叶段的子午面 坐标下轮毂机匣拟合直线
5、朝图 右上方移动 最终扩压器的叶片安装角、通道面积分布、叶片叶型等参数不发生改变但由于无叶段加长使得有叶扩压器通道扩张比发生变化 个模型扩张比依次递减最大值相对最小值减少.对于扩压器性能的影响较小 DrrLH图 转静间隙示意图表 组转静子间隙参数/././.数值计算方法本文采用 商业软件进行三维非定常计算选用 湍流模型 进口给定总压 、总温.出口给定不同的平均静压调节压气机的工作状态壁面采用无滑移条件 叶轮与扩压器的通道比为 采用区域缩放法由叶轮各一个主叶片、分流叶片的周期性通道与扩压器中 个叶片的周期性通道形成计算域采用结构网格叶轮和扩压器前后缘都进行网格加密叶片表面网格如图 所示 叶轮和扩
6、压器部分分别以约.倍的网格量增长率调整网格对网格量进行无关性验证图 斜流压气机整级网格图图 为采用 种网格定常计算所得整级特性曲线(本刊黑白印刷相关疑问请咨询作者)网格量.和.效率及压比都很低当网格量增到.及以上时效率和压比都没有太大变化可以认为在压气机整级的特性上选择.网格可以作为仿真模拟的网格量图 为采用 种网格计算所得转静交界面上的马赫数云图可以发现总量.的网格计算结果基本一致因此本文研究采用总量.的网格fffff(fffff(FLHT!fffff(fffffffff!图 种网格量下压气机特性曲线CTPMVUF.BDI/VNCFS图 种网格量下转静交界处马赫数云图 结果比较与分析.斜流压
7、气机性能与流动损失对比图 为斜流压气机性能曲线与流动损失柱状图 随着转静子间隙的增加整级流动损失先减后增整级效率曲线先增后减说明流动损失越小整级效率越高无叶段流动损失递增总压恢复系数递减有叶扩压段流动损失递减总压恢复系数递增无叶段总压恢复系数曲线最高点从.降至.差值.有叶扩压段总压恢复系数曲线最高点从.升高至.差值.说明转静子间距变化对有叶扩压段影响更大如图 所示DLKCrr&EF 8,!63 3!3D F!3(D(2 2$BTF$BTF$BTF$BTF图 斜流压气机性能曲线及流动损失柱状图机械制造戈永旺等转静子间距对斜流压气机流动损失影响研究.叶轮部分流动损失分析图 为不同转速下 叶高相对马
8、赫数云图转速时无叶段存在超音速下游对上游叶轮的干扰减弱转速时无叶段不存在超音速但转静子间距的变化下游对叶轮的扰动仍然较小说明本文研究的转静子间距范围内下游对叶轮流动影响较小3FMBUSWF.BDI/VNCFSDEDE$BTFrr$BTFrr图 整级 叶高相对马赫数云图叶轮出流的尾迹结构是叶轮下游部件工作的重要流动特征主要由以下 个部分组成:叶尖泄漏流、叶片近壁面二次流、通道涡都具有高熵值、高流动损失的特性因此尾迹具有相同特性对比图 整级回转面上熵分布与绝对马赫数分布可以看出组成叶轮尾迹高熵值区域同时具有高绝对马赫数特征 叶尖泄漏流从分流叶片压力面跨过叶顶横向流向主叶片压力面在分流叶片吸力面主叶
9、片压力面通道中部转向叶轮出口 通过图 可以得出该流线上位置 与上游位置 点处速度三角形的对比旋转速度 相同相对流动发生偏转子午速度、因此在叶轮通道内位置点 附近的泄漏流裹挟二次流形成的通道涡区域相对于其他部分流体绝对马赫数更大&OUSPQZ+LHe,CTDMVSF/VNCFS.BDI图 整级叶高回转面上熵云图与绝对马赫数云图对比7NNT4QMJUFS444QMJUFS44PE.BJOCMBEF44&OUSPQZDMPVEWWVVVmVmUU1414图 叶轮叶尖泄漏流三维流线.无叶扩压段流动损失分析相对于叶轮和有叶扩压段部分无叶段理想流动模型相对简单从图 中归一化无叶段熵产通量曲线可以发现流动损
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 转静子 间距 压气 流动 损失 影响 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。