蒋志军，兰发祥

可调静子叶片机匣间隙对轴流压气机性能的影响

蒋志军，兰发祥

(中国燃气涡轮研究院，四川成都610500)

多级轴流压气机多采用可调静子调节压气机中低转速性能。由于转动需要，静子叶片与流道间必然存在径向间隙，使得流场中额外引入端壁间隙流。利用CFD软件，研究了可调静子径向间隙对多级轴流压气机性能的影响。相关三维粘性数值仿真结果表明：高精度的CFD分析中，间隙影响不可忽略；可调静子转轴的优化设计，可有效减小间隙对压气机性能的影响。

轴流压气机；可调静子；CFD；间隙；HPC

1 引言

在航空发动机高压压气机中使用可调静子结构，按适当的控制规律控制静子的安装角，可有效提高高压压气机在中低转速下的性能[1]。然而，可调静子叶片的引入带来了新的端壁间隙流。受流道曲率的影响，为保证静子叶片转动，静子叶片与流道壁面间必然存在一定量值的间隙，否则静子叶片会因干涉而不能转动。一般而言，流道曲率越大、直径越小，预留间隙就越大。

常规轴流高压压气机，一般都将进口2或3级静子设计为可调。从流道形式上可知，可调静子叶片大曲率流道常出现在进口导叶上，因为现代发动机为追求高推重比，中介机匣多采用大曲率设计，而进口导叶多紧靠中介机匣，故其机匣曲率相对也较大。另一方面，气流通过进口导叶后直接作用在第一级转子叶片上，该叶片在整个压气机中叶尖切线速度最高、气流相对马赫数最大，上游流场变化对转子工作的影响也最大。……