大小叶片扩压叶栅气动性能与流动结构实验研究

针对45°叶型转折角扩压叶栅及增加小叶片后组成的大小叶片叶栅,分别测量了其在设计工况及不同气流攻角下的叶栅气动性能,通过PIV实验获得了对应工况下的叶栅内部流动状态.结果表明:增加小叶片后,叶片压力面至吸力面的压力梯度明显降低,大叶片载荷降低;在设计工况下,叶栅气流落后角仍可参考霍威尔半经验公式进行计算,但偏离设计工况后,该公式存在较大误差;大小叶片叶栅的气流落后角仅在小气流攻角下明显减小,在其余工况下变化不大;不同气流攻角下小叶片对大叶片表面气流流动分离起到约束作用;在设计工况至大气流攻角工况变化过程中,叶栅扩压损失有所降低.

低速扩压叶栅中分流叶片的作用与设计

本文采用数值方法,研究在几何大弯角扩压叶栅中,分流叶片的主要设计参数(长度和周向位置)对叶栅气动性能的影响。对比具有不同分流叶片轴向长度和周向偏置的叶栅气动性能,结果表明:分流叶片的主要气动作用是增加气流折转角,提高叶栅的做功能力,而不增加叶栅内流动损失。分流叶片长度大于主叶片表面流动分离区长度时,分离叶片才能起到作用。分流叶片向主叶片吸力面偏置15%节距,对抑制边界层分离的作用更好,流动损失较低。

扩压叶栅中Gurney襟翼气动作用的实验研究

以NACA65-12(10)叶型为基础,在稠度1.0的平面叶栅上,实验测量了两种高度Gurney襟翼在不同攻角下气动特性。设计工况下,襟翼高度为1%弦长时,升阻比平均提高上升10%;襟翼高度为3%弦长时,升阻比增加16.6%。与原始叶型的叶栅气动特性对比结果表明,随着襟翼高度的增加,叶栅升力先于阻力增加,升阻比先提高后降低,适当的襟翼具有提升叶栅升阻比的作用。

小叶片对大转角扩压叶栅出口流场的影响

采用五孔探针分别测量了6～26°不同攻角下，大转角高扩压度叶栅及增加小叶片后叶栅的出1：2流场。结果表明：大小叶片叶栅中，小叶片改善了设计工况下叶栅内部流动，抑制了大叶片吸力面及端壁角区流动损失向叶栅中部的发展；在较大与较小攻角时，叶栅流动损失明显增加；大攻角时大小叶片叶栅出口中部区域速度场得到明显改善，其余工况通流能力变化不大；大小叶片叶栅在所有工况下，出口截面上气流转角整体平均约增加3～5°，表明气动负荷有一定提升．