静叶轮毂间隙对压气机角区分离的控制研究

本文以某1.5级轴流压气机为研究对象,采用三维数值模拟方法研究静叶轮毂间隙对压气机角区分离的控制,先从轮毂整体等间隙入手,然后发展到整体梯形间隙,再到部分间隙,最后提出尾缘间隙。结果表明,整体间隙可以吹除静叶根部的角区分离从而改善压气机低工况点的性能,但也付出了设计点性能下降的代价,并且整体梯形间隙优于整体等间隙。而对于轮毂部分间隙,随着间隙位置往尾缘方向移动,部分间隙控制角区分离的能力逐渐增强,设计点性能降低的程度逐渐减轻。最后,提出尾缘间隙,选择一定大小的尾缘间隙可以在基本不降低设计点性能的前提下使低工况点的流量增加0.88 kg/s、效率提高1.37%、压比提高0.15%。

静叶轮毂间隙对压气机角区失速的控制

为了研究静叶轮毂间隙对压气机角区失速的控制作用,以某1.5级轴流压气机为研究对象,采用三维数值模拟方法研究静叶轮毂整体间隙和部分间隙对压气机低工况点和设计点气动性能的影响。结果表明:整体间隙通过产生泄漏流削弱起始于轮毂表面终止于静叶吸力面的"龙卷风"旋涡的能量源,达到了控制角区失速提高压气机低工况点性能的目的,但间隙产生的泄漏损失会降低设计点性能。而部分间隙明显优于整体间隙,部分间隙的位置越靠近尾缘,低工况点性能提高的幅度越大,同时对设计点的损害越小。TAI2方案的低工况点流量增加了0.89kg/s,效率提高了1.25%,而设计点效率不降低。另一方面,只有当部分间隙增大到一定尺寸后间隙泄漏流才足以抑制角区失速团。