对转压气机转速比对最先失速级的影响

为了研究不同转速比对对转压气机最先失速级的影响,就对转压气机在不同转速比下的全工况特性进行了数值模拟,并分析了近失速点两排反转转子(转子1和转子2)内的流场。结果表明:转速比变化不影响该压气机失速的初始扰动类型,即在不同转速比下该压气机中出现的失速初始扰动均为突尖波型;当转速比R2∶R1≥0.9时,由于转子2叶片气动负荷较重,间隙泄漏流的强度较大,转子2更早进入失速工况;而当转速比R2∶R1<0.9时,转子1先于转子2进入失速工况。

基于最大Lyapunov指数的压气机最先失速级判定

研究某型发动机8级轴流压气机级间压力信号的最大Lyapunov指数,提出将最大Lya punov指数的零点作为失速的判据,最大Lyapunov指数最先达到零点的那一级就是最先失速级.数值试验结果表明该方法可在压气机深度失速前0. 2s检测到失速起始信号,且最先失速级为第三级。

缝式机匣处理对对转压气机最先失速级的影响

为探究缝式机匣处理对对转压气机最先失速级的影响规律,以双级对转压气机为研究对象,采用数值模拟的方法,开展了缝式机匣处理对对转压气机最先失速级的影响研究。研究表明:缝式机匣处理下该对转压气机的失速初始扰动类型仍为突尖型失速,机匣处理前移压气机的最先失速级由转子R2转换为转子R1,而机匣处理后移未改变该压气机的失速级。机匣处理前移抑制了转子R2前缘溢流的发生,降低了叶片通道内的非定常脉动强度,而转子R1在近失速工况下叶片前缘溢流加剧,主流和泄漏流的交界面被推出叶片通道,同时叶片通道内的非定常脉动强度增大,最终使得转子R1首先进入失速状态;机匣处理向转子R2下游移动,难以抑制前缘溢流的发生,虽然此时转子R1也出现了前缘溢流现象,但转子R2前缘溢流更剧烈,主流和泄漏流交界面的位置更远离叶片前缘,更容易使压气机发生失速。

转速匹配效应影响下周向槽机匣处理对转压气机性能的影响

采用数值模拟方法,通过分别在对转压气机(counter-rotating compressor,CRC)前后两排转子上进行周向槽机匣处理,研究了其在不同转速匹配方案下的扩稳效果以及对转压气机最先失速级的变化规律。结果表明:当前排转子R1转速高于后排转子R2时,其最先失速级为R1,当R2转速等于或高于R1时,其最先失速级为R2。在对转压气机的最先失速级进行机匣处理可以有效改善所处理转子的叶尖附近流场,包括来流相对气流角的减小、叶尖泄漏流反向轴向动量的减小、叶尖泄漏流与主流交界面位置的后移及叶尖堵塞程度的减弱等,进而提升了其失速裕度。机匣处理一般仅能对所处理转子的流场产生较大影响,但在特殊情况下也会使非处理转子的流场发生明显改变。

某型发动机试验数据的Lyapunov指数研究

研究某型发动机的八级轴流压气机级间压力信号的最大Lyapunov指数,推断出失速和喘振的起始点具有相同的动力学特性:都为某一极限环边界上的点。提出了一种新的压气机最先失速级检测方法:将最大Lyapunov指数的零点作为失速的判据,最大Lyapunov指数最先达到零点的那一级就是最先失速级。计算结果表明该方法可以在压气机深度失速前0.2s检测到失速起始信号,且最先失速级为第三级。