插板进气畸变对多级压气机性能及稳定性影响研究

为研究插板进气畸变对压气机的影响,本文发展了一种可以在进气畸变条件下对压气机进行稳定性预测的周向非均匀二维稳定性模型。该模型将压气机进行周向分区并假设各分区满足平行压气机模型,并在轴向将叶片排视为激盘,利用小扰动理论将稳定性问题转化为特征值问题进而进行稳定性分析。模型利用某型两级跨音风扇进行了相关验证证明了其准确性。针对插板进气畸变的模拟及稳定性预测结果主要得到以下结论:本文发展的模型能够比CFD更加准确地预测稳定边界;进气畸变使风扇稳定裕度大幅下降,且影响该风扇稳定裕度的主要因素为有无畸变,在有进气畸变的情况下,增大插板深度对稳定裕度的影响相对较小;本文模型在进气畸变条件下的预测结果较为保守。

旋转进气畸变下的两级压气机扩稳实验研究

针对旋转进气畸变诱发的流动稳定性问题,在两级压气机上开展了基于失速先兆抑制型(Stall-Precursor-Suppressed,SPS)机匣处理的气动扩稳实验研究。在两级低速压气机实验台上数模拟旋转畸变进气条件,研究不同的畸变程度下旋转畸变对两级压气机稳定性的影响,并考察在第一级转子前缘上方安装SPS机匣处理后的扩稳效果。在畸变转速小于600r/min时,压气机稳定边界向右移动,效率下降明显。畸变转速大于800r/min时,旋转畸变对两级压气机作用效果趋于改善,相对而言,反向畸变比正向畸变具有更好的延缓失速效果。SPS机匣处理在不同畸变程度下均具有扩稳作用,失速裕度改善可以达到2%~7.9%,并且带来的效率损失均小于1%。