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静子容腔对组合压气机性能的影响分析

2020-08-11贺丹

装备维修技术 2020年34期

摘 要:本文以某组合压气机为研究对象,对带静子根部容腔的组合压气机进行了数值模拟计算。研究结果表明:考虑静子根部容腔后,当根部篦齿间隙为设计间隙状态时,组合压气机设计点流量降低了0.5%、设计点效率降低0.2个百分点、综合裕度降低2个百分点,且随着静子根部篦齿间隙变大,组合压气机气动性能进一步下降;静子根部容腔与根部流道之间会形成强烈的二次流,其与静子根部间隙泄漏涡掺混后沿流向和展向扩展,造成流动损失和性能下降。

关键词:静子根部容腔;组合压气机;篦齿间隙;数值计算

目前,可调导叶和放气活门是针对改善压气机中低转速状态喘振裕度不足常用且成熟的方法和技术[1-2]。其中,采用带内环的可调导叶结构后,静子根部会形成容腔,压气机静子叶片根部气流和容腔之间会进行流量交换形成复杂的二次流,对压气机性能产生影响。工程上为了改善这部分二次流的影响,一般采用篦齿封严的方式,但仍难以完全消除静子根部的泄漏损失。

国内外对静子根部篦齿泄漏的相关研究不多,国外的Wellborn等[3]人对一低速多级轴流压气机考虑静子根部篦齿泄漏损失开展了详实的实验研究,结果表明泄漏会恶化叶片通道内的流动,并使压气机的性能大幅度的降低。Shabbir等[4]人的研究表明,转子前叶根泄漏流会造成转子根部出现较高的损失。国内宁方飞等[5]人针对NASA 37转子开展叶根容腔的数值分析,从机理上分析了容腔泄漏流对转子流动的影响,发现泄漏量的大小和周向速度分量均对流场有不利影响。……

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