低速轴流压气机进口总压畸变与失速关联的试验研究

来源 :中国工程热物理学会2004年热机气动热力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bbschengpengfei
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文在低速三级轴流压气机试验台上自行设计了进口总压畸变发生装置,构造了稳态和动态测量方案,并对试验数据进行了频域和时域分析.结果表明,进口畸变强度及方位的变化,会使压气机失速点在特性图中向右下方移动,但失速类型和失速频率没有明显变化;不同畸变强度下,其动态压力数据的方差值均有逐渐增长的趋势.
其他文献
本文采用二维非定常数值模拟的方法研究了轴向间隙相当于10﹪叶片弦长时低速压气机的静叶Clocking效应.数值模拟显示,与原型方案相比,静叶Clocking效应对效率的影响程度被削弱了.研究的结果表明,静叶Clocking之后,静叶2的气动性能得到改善,但动叶2的气动性能却有恶化的趋势,并最终导致静叶Clocking效应的削弱.本文分析,静叶达到最优Clocking位置时,静叶2前缘对静叶1 尾迹
采用具有三阶精度TVD性质的有限差分格式、自由型曲面网格技术、分区算法以及双时间步长的方法,对某型涡轮级叶栅流场进行了非定常NS方程数值求解,考察了在有、无冷气喷射条件下流场的非定常流动.结果表明,上游静叶栅是否喷射冷气对下游动叶栅超音速区域的影响具有明显的区别,有冷气喷射时动叶栅前缘气动负荷降低,涡轮级效率周期性的变化幅度减小.
对里克型燃烧室内的热声耦合不稳定燃烧的振荡特性进行了理论分析.基于能量的观点,研究了弗吉尼亚主动燃烧控制组(VACCG)和反应流实验室(RFL)所建立的管型燃烧装置的热声特性.考虑了气流的初始压力和速度扰动对燃烧稳定性的影响,以及气流的初始流速和当量比的变化对稳定性范围的影响.本文分析方法和研究结果将有助于理解里克管型燃烧室的热声特性,并为工业燃气轮机预混燃烧室的不稳定振荡燃烧的研究提供了新的思路
提出了数值求解二维非定常变系数对流扩散方程的一种高阶隐式紧致差分格式,其时间为二阶精度、空间为四阶精度并且是无条件稳定的.为了加快迭代求解隐格式时在每一个时间步上的收敛速度,采用了多重网格加速技术,建立了适用于本文高精度全隐紧致格式的多重网格算法.数值实验结果验证了本文方法的精确性、稳定性和对高网格雷诺数问题的强适应性.
本文采用动态测量技术和非定常流动的分析方法,对不同进口畸变条件下低速压气机近失速状态时,动叶顶部非定常流动特征进行了实验分析,从时间尺度和空间尺度,探讨了压缩系统对进口畸变效应的非定常响应机制.结果表明:有畸变工况下,出现大尺度扰动型的失速先兆.
本文对1+1/2对转涡轮中激波及激波/叶排干扰等进行了详细的数值模拟.通过对流道中静压、马赫数以及熵等参数的分析发现,1+1/2对转涡轮高压动叶流道中激波系与普通渐缩式叶栅流道中的激波系存在明显的不同,1+1/2对转涡轮高压动叶吸力面50﹪轴向弦长处产生了一道明显的激波,这道激波与内伸波相交;内伸波在吸力面的反射波很强,不能忽略.由于尾迹及低压动叶的作用,高压动叶外伸波的影响范围和强度呈现周期性的
本实验在风力机叶片叶型表面头部加入质量流量为零的一定频率的振荡射流.壁面压力分布表明升力有所提高,而同时阻力也有所提高,PIV(Particle Image Velocimetry)实验手段显示出叶片上表面速度场.通过对加入振荡射流前后速度场和涡量场的观察与比较,可以发现在振荡射流的作用下,叶片上表面尾端的流动分离发生了再附,转捩点向后推移.通过比较还可以发现在加入特定的频率和强度的振荡射流之下,
本文对四种不同展弦比的后加载叶栅进行了吹风实验,结合数值模拟手段对后加载叶栅中二次流的形成和损失进行了研究.对不同展弦比下叶栅效率、型面压力分布以及总压损失系数进行了实验和计算结果的比较,两者吻合良好.分析了不同展弦比下后加载叶栅的二次流结构的异同以及对叶栅气动性能的影响,揭示了后加载叶栅在低展弦比下对二次流发展的抑制机理,并阐述了极小展弦比叶栅中通道涡的掺混过程.结果表明后加载叶栅具有良好的气动
本文通过求解三维不可压N-S方程,对某三级低速轴流压气机第一级的孤立转子进行数值模拟,在出口加上节流阀进行非定常计算,得到了失速先兆的特性,分析了失速过程中动叶通道内部动态压力的变化,并且与压气机失速实验进行了比较.结果表明,计算与实验的特性线符合较好,单转子三维计算与压气机三级实验中第一级转子在失速先兆和失速团的特性一致,并且数值失速过程中动叶通道内部动态压力的变化与实验结果也很接近.
采用试验和数值模拟的方法研究了梯状间隙对某型轴流压气机转子的性能以及内部流场的影响.在西北工业大学单级轴流压气机试验台上,分别对具有实壁以及两种不同的阶梯开槽共三种不同的机匣结构进行了详细的试验.结果表明梯状间隙的引入可以扩大压气机的稳定工作范围,并使得压气机的压比以及效率有一定程度的改善.同时,对每一种机匣结构的内部流场进行了详细的定常Navier-Stokes分析,数值模拟结果与试验结果符合良