防冰引气对组合压气机性能影响的数值模拟研究

为了研究防冰引气系统对轴流-离心组合压气机性能、内部流场和级间匹配关系的变化的影响,以带有防冰引气系统的组合压气机为研究对象,在离心压气机离心叶轮约3/4相对弦长位置轮缘处开槽引气,在轴流进口导叶叶片表面开孔喷气,进行3维数值模拟计算,并与不带引气和喷气系统的原始压气机进行对比分析。结果表明:防冰引气会引起组合压气机的性能降低,喘振裕度减小;轴流前2级由于折合转速下降,近工作点效率略有提高,但喘振裕度减小;离心级特性线向小流量方向移动,效率降低,稳定工作范围减小。

涡轴发动机总体改型的方法研究

以组合压气机轴流部分为主要改进对象,对涡轴发动机改进发展方案的确定方法展开研究。依据最小改动原则,给出了改进后轴流压气机参数及涡轮前温度的确定方法。以某涡轴发动机为例,计算并分析了相应设计参数和性能随轴流增压比的变化及轴流压气机效率对它们的影响,为改进方案的参数调整提供方向,同时给出功率提高10%和20%的技术发展方案。

离心叶轮与径向扩压器非定常干涉效应研究

本文以某离心压气机为研究对象,开展非定常数值模拟,深入探索离心叶轮和径向扩压器之间的非定常干涉效应,以及产生的周向流场畸变在径向扩压器和回流器内的传播特征。研究表明:径向扩压器对离心叶轮的影响主要体现在势作用上,扩压器的势干扰使得叶轮出口静压发生周期性变化,进而引起叶轮后部负荷等也产生周期性变化;在离心叶轮的作用下,扩压器进口气流角分布呈现较强的非定常性,影响范围覆盖了整个扩压器通道;径向扩压器流场中的畸变区域,沿周向朝压气机转动相反的方向旋转。

亚音速离心叶轮分流叶片前缘掠形性能分析

在保证叶轮其它参数不变的情况下,设计了7种不同分流叶片前缘掠角,分别为-15°、-10°、-5°、0°、5°、10°、15°,利用ANSYS CFX软件对其进行数值模拟,并对数值方法进行实验验证,来分析分流叶片前缘掠对亚音速离心压气机气动性能的影响;研究结果表明：相比不掠而言,分流叶片前缘后掠使效率、压比降低,失速裕度和稳定工作裕度增加,分流叶片前缘前掠使效率、压比增加,失速裕度和稳定工作裕度减小;后掠增大堵塞流量,加大其叶片上载荷,而前掠减小堵塞流量和其叶片上载荷,并随角度的改变而相应的发生改变。

放气活门对组合压气机性能影响的数值计算和试验研究

本文采用定常数值计算方法,对某组合压气机进行了非设计转速下的放气和不放气的全三维数值计算,并对试验结果进行比较分析。研究表明:数值计算对于堵点流量和喘点压比的预测较为准确;打开放气活门后进口流量增大,转速越低时进口流量增大的更多;放气活门打开与否并不影响喘点压比。打开放气活门时,压气机的出口流量-压比特性图向左移动,压气机的喘振边界线明显拓宽;对于N=0.8转速,稳定工作范围的改善最为显著。