王冠超，李冬，刘晓东

基于数学模型的压气机叶片积垢研究

王冠超1，李冬2，刘晓东3

(1.海军驻长春地区航空军事代表室，吉林长春300000；2.海军航空工程学院研究生管理大队，山东烟台264001；3.海军航空兵学院，辽宁葫芦岛125001)

对压气机叶片积垢数学模型进行比较分析，选取平板叶栅-恒定速度模型为积垢计算模型。提出了压气机各级积垢分布的数学模型，并对压气机的积垢敏感性进行分析。以0～20µm尺寸的积垢微粒为研究对象，针对叶片不同积垢微粒尺寸分布模型，通过仿真得到了压气机各级积垢无因次化质量分布模式，和不同叶片条件下的层积垢累积率。仿真结果表明：积垢与压气机各级的几何尺寸和流动特性密切相关，积垢微粒尺寸分布是决定积垢水平的重要因素。本研究可为压气机叶片积垢研究提供参考。

压气机；积垢；模型；层积垢累积率；敏感性

1 引言

压气机性能衰退直接与其叶片形状改变密切相关，而叶片形状的改变往往是由积垢、腐蚀、侵蚀和外物损伤等引起[1，2]，其中叶片积垢占很大比重。压气机叶片积垢后，附着在压气机叶片上的微粒会增加叶片表面的粗糙度，使压气机气路中产生湍流。并且随着积垢的增多，其直接后果就是压气机压比减小和叶片有效攻角增加，严重时甚至引发喘振。轴流压气机中，积垢将导致叶片前缘形状和表面粗糙度改变，进而使压气机各级气流流动偏离设计状态，改变压气机特性。文献[3]、[4]对压气机叶片由于积垢造成的性能衰退进行了研究，本文在此基础上对三种叶片积垢模型进行比较分析，选择一种较合适的模型作为后续计算模型。……