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叶片安装角度异常对静子叶栅性能及流场结构的影响

2021-08-04皋天一张国臣尚怀远徐志晖刘鹏程

沈阳航空航天大学学报 2021年3期

皋天一,张国臣,尚怀远,徐志晖,刘鹏程

(沈阳航空航天大学 a.航空发动机学院 b.辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室,沈阳 110136)

压气机内部流场结构复杂,存在着湍流转捩、激波等流动现象,易出现较大尺度的旋涡运动和激波/尾迹/边界层干涉引起的损失[1-3]。为扩大压气机的稳定工作范围,研究人员提出了多种流动控制手段,如合成射流[4]、等离子体激励[5-6]、附面层抽吸[7]、叶尖微喷气[8-9]、机匣处理[10-11]和叶片开缝[12-13]等。可旋静子叶片也是航空发动机防喘的主要措施之一。在非设计点工况下工作时,压气机容易进入“前喘后堵”的不稳定工作状态。通过调节可旋静子叶片安装角度,能够使动叶进口气流攻角满足或接近设计值,从而改善压气机非设计工况流场性能,使发动机能在启动、慢车等状态下稳定工作[14-15]。黄爱华[16]介绍了静子叶片安装角调节规律,并通过调节静子叶片安装角增加转子的转速裕度,降低机械负荷,延长发动机寿命;张健等[17]设计了调节第一和第三级静子安装角度的联合方案,通过试验的方法找到了最佳角度组合,使压气机绝热效率提高了7.4%,稳定工作裕度提升了13%;李晓丽等[18]研究发现,因加工误差导致压气机各级叶片安装角整体偏大时,压气机总压比和效率与原型分别相差6.459%和0.218 9%;张永新等[19]研究发现,通过适当调整出口导流叶片安装角可以有效降低转子后的压力扰动,改善流场。

目前,研究人员对静子安装角调节的研究大……

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