旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子試驗系統(tǒng)氣動性能數(shù)值研究.pdf

1、為了提高燃氣輪機的性能，超/跨聲壓氣機的研制至關(guān)重要。作為一種新型的超聲速壓氣機轉(zhuǎn)子，旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子通過激波對來流進行高效的減速增壓，可以達到較高的單級壓比。本文對這種激波增壓式的旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子試驗系統(tǒng)通流部分進行數(shù)值模擬，計算模型包括進口段、導(dǎo)葉段、旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子段及出口支板段。得到整個試驗系統(tǒng)的各部件流場參數(shù)并進一步對其性能展開分析。
　　本文首先對設(shè)計轉(zhuǎn)速下的旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子試驗系統(tǒng)通流部分進行數(shù)值模擬，得到其最高效率

2、工況和近失速工況的流動特性。研究發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子雖然受到上下游葉柵的影響，但仍可以實現(xiàn)較高的單級增壓比。進口導(dǎo)葉對氣流增速并進行預(yù)旋偏轉(zhuǎn)，能夠滿足下游旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子對來流條件的要求。受下游旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子隔板影響，導(dǎo)葉內(nèi)氣流周向分布不均勻。旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子中間主流和近隔板處經(jīng)歷不同的壓縮過程，中心主流形成λ激波，靠近隔板壓力面?zhèn)燃げㄕ７瓷?，靠近隔板吸力面?zhèn)葎t形成了激波串。出口支板段氣流分布不均勻，在靠近支板壓力面?zhèn)群洼嗇灡诿娓?/p>

3、近氣流流動通暢，馬赫數(shù)和總壓較高。
　　之后又進行了不同反壓和轉(zhuǎn)速條件下旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子試驗系統(tǒng)的數(shù)值模擬，探討了反壓和轉(zhuǎn)速對旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子試驗系統(tǒng)的影響，以此來分析其變工況性能。結(jié)果表明，旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子特性曲線較常規(guī)亞聲速壓氣機陡峭，效率-流量特性線存在拐點，而壓比-流量特性線則隨流量降低單調(diào)增加。出口反壓增加時，導(dǎo)葉段內(nèi)氣流流動沿周向方向趨于均勻。旋轉(zhuǎn)沖壓壓縮轉(zhuǎn)子流道內(nèi)依次出現(xiàn)斜激波、斜激波/激波串、λ激波/正激波、λ激波