王广,楚武利,张皓光,郭正涛

(西北工业大学动力与能源学院,710129,西安)

相对于其他位置,端壁区域更适合对压气机进行流动控制,科研人员针对压气机端壁的流动控制进行了大量的研究。端壁被动控制手段有机匣处理[1]、端壁造型[2]和涡流发生器[3]等。由于缺少与压气机节流程度和转速变化相关的可控变量,被动控制手段通常只能优化个别工况的压气机性能,作用效果不能随压气机运行工况的变化而变化。除此之外,被动控制手段在提升压气机性能的同时,往往还伴随着效率下降,这对高负荷压气机来说可能是难以接受的。为了实现压气机全工况性能改善,近年来,主动控制手段在国内外也受到了许多研究人员的关注。端壁主动控制手段有附面层抽吸[4]、机匣周向单槽抽吸[5]、叶顶喷气[6]和等离子激励[7]等,但是这些主动控制手段都需要复杂的外部管路和设备,这就限制了它们在真实压气机上的应用。

合成射流是一种基于旋涡运动的零质量射流[8]。与其他主动控制手段不同,它具有不需要复杂管路系统、结构紧凑、功耗小和重量轻等优点,因此首先在机翼等外流流动控制领域得到了系统研究[9]。随着微机电系统技术的快速发展,合成射流也受到越来越多压气机流动控制研究人员的关注,并展现出良好的应用前景。Matejka等将合成射流激励器布置于低速压气机叶栅前缘额线位置,对其抑制角区分离进行了实验研究[10],结果发现,出口总压损失和二次流损失最大降低约1.8%、6.0%。……