轴流压气机转子叶顶凹槽及其改进结构研究

为揭示叶顶凹槽对轴流压气机气动性能的影响和机理,本文对一试验台转子进行了全工况数值模拟,计算性能与试验结果取得很好的一致性。在此数值模型基础上对叶顶凹槽及其改进结构—叶顶篦齿进行了数值研究,研究分析表明:叶顶凹槽降低了泄漏流流量,但转子效率和失速裕度均有所下降,主要因为叶顶泄漏流在逆压梯度的作用下沿槽内向叶顶前缘方向流动,使前缘附近泄漏流反流程度增大,造成二次流损失及通道堵塞程度增大;凹槽深度是影响转子气动性能的主要因素。将叶顶凹槽分割开形成叶顶篦齿结构,在效率下降很小的情况下提高了转子的失速裕度;通过调整篦齿位置可进一步提高转子的气动性能;叶顶篦齿的应用存在特定的叶顶间隙范围。

轴流压缩机转子叶顶扩稳结构设计

为控制泄漏流提高压缩机的稳定工作裕度,采用了叶顶前缘端削与叶顶篦齿组合的设计。对该结构的数值研究表明:前缘端削通过引入高能来流对间隙泄漏流的抑制作用增强,篦齿在一定程度上阻断泄漏流由压力面向吸力面的流动,二者共同作用使压缩机在不同转速下的稳定工作裕度均获得一定提升。