叶顶小翼对不同加载叶顶型线轴流风扇的流动控制研究

为了揭示吸力面叶顶小翼翼宽对对旋风扇气动性能的影响,针对不同加载叶顶叶型的第二级转子,通过数值研究了对旋风扇内部的流场结构。研究表明,采用吸力面小翼可以有效提高对旋风扇的气动效率及总压升,且小翼愈宽,提升效果越显著。当转子叶顶载荷增加时,端区流场恶化,应用小翼获得的气动收益逐渐增加。吸力面小翼控制叶顶泄漏流动的机制在于将原来较强的叶顶泄漏涡削弱成2个分开的小涡,大幅度降低了叶顶泄漏涡造成的流动损失。

叶顶开槽——小翼结构对提升轴流风机性能影响的数值研究

为了有效抑制叶顶泄漏流的发展,降低叶顶泄漏损失,针对两级动叶可调轴流风机提出在吸力面构造叶顶小翼并开设斜槽的新型叶顶改型方案。采用Fluent数值模拟了5种叶顶改型方案对风机性能和流场特征的影响,分析了不同方案下流场、叶顶静压、叶顶泄漏量和动叶区做功能力的变化。结果表明:吸力面小翼可有效降低叶顶损失,小翼上开设顺流向斜槽可进一步提高风机性能,逆流向斜槽会使性能略有降低;顺流向单斜槽为最佳改型方案,在设计流量下全压和效率分别提升166 Pa和0.942%;叶顶间隙处产生额外的涡流,叶顶泄漏流得到抑制,动叶区做功能力得以提升。

压气机叶栅间隙流动的数值研究

通过加装叶顶小翼来控制叶栅间隙的气体流动已受到广泛关注。采用计算流体力学方法,对叶顶间隙流动进行数值模拟。结果表明,加装吸力面小翼可以延缓间隙泄漏涡的形成、降低泄漏涡的强度。在不同的叶顶间隙下,吸力面小翼的加装都能相应地降低泄漏涡的强度。在降低叶顶泄漏涡与主流混合损失的同时,提高了叶栅的气动性能。