进气条件对压气机中介机匣流场影响的试验研究
2011-07-14向宏辉陆庆飞
燃气涡轮试验与研究 2011年4期
向宏辉,张 良,陆庆飞,叶 巍,赵 桓,任 飞
(1.南京航空航天大学能源与动力学院,江苏南京210016;2.中国燃气涡轮研究院,四川江油621703)
1 引言
中介机匣是涡扇发动机中连接高、低压压缩部件的重要过渡通道和主要承力件。为适应上游风扇与下游高压压气机之间的流道高度落差,中介机匣通常采用“S”造型。中介机匣内部具有大流线曲率与强压力梯度的典型特征,其流场品质对高压压气机部件及发动机整机的工作性能均会产生影响,是军/民用涡扇发动机中关键部件之一[1,2]。
国外对中介机匣进行过大量研究。Britchford、Bailey等[3~5]采用LDV系统对中介机匣在理想与实际进气条件下的流场进行了详细测量,为最终利用CFD方法开展中介机匣优化设计提供了试验支持。Sonoda等[6,7]采用试验与数值模拟相结合的方法研究了下游流道形状和进口附面层厚度对中介机匣流场的影响,结果表明,与中介机匣下游转接平直流道相比,转接弯曲流道后的轮毂区总压损失更大;当进口附面层厚度变化时,中介机匣净总压损失没有明显变化,但中介机匣出口对进口附面层厚度变化的气动敏感性较高。Wallin等[8]针对大涵道比涡扇发动机中高落差中介机匣的设计,采用响应面法分别对二维涡轮中介机匣与三维压气机中介机匣进行了优化设计与验证,表明端壁形状优化对降低中介机匣损失有很大潜力。Duenas等[9]研究了不同轴向长度对中介机匣性能的影响,试验结果表明,当中介机匣长度减小时,附面层出现分离,总压损失随之增大,但分离尺度主要取决于进口雷诺数;……
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