为了研究机匣优化造型对跨声速压气机的性能影响,以一跨声速转子为对象,基于数值方法对近设计点和近失速点下机匣造型前后转子叶尖处的流场和整体性能进行了对比分析。结果表明:机匣造型可以有效改善叶尖处的流动,提高压气机性能;提升了全工况范围内的效率,近设计点的效率提升了约0.25%,近失速点效率提升约0.33%;近失速点的压比提高约1.1%,而近设计点的压比基本不变。机匣造型降低了叶片前缘处的负荷,改变了激波的空间结构,使激波后移。在近设计点下,机匣造型提高了大部分叶展上的效率,机匣附近出现两个"低压环"区,由其产生的三维压力梯度效应改变了此位置附近子午面上的涡形态,流向正压力梯度减轻了叶尖处低速回流区的影响;叶尖处的流线流动更合理,"二次泄漏"现象消失。在近失速点下,机匣造型提高了大部分叶展上的总压比;叶尖处的涡形态没有发生变化,而涡核的位置发生了改变;造型使叶尖处的流线流动更加合理,但是"二次泄漏"现象并没有消失。为探究叶顶泄漏流动对小展弦比高负荷跨声速转子气动性能的影响,利用数值模拟的手段,对不同尺度叶顶间隙下低反动度转子的全工况特性以及叶顶区域的流场结构进行了详细分析。研究结果表明,无叶顶间隙条件下,转子峰值效率最高,但其工作范围较窄;叶顶泄漏流动可在一定程度上抑制角区分离流动在流道内部的发展,延缓失速的触发,转子喘振裕度提升20%以上;较大尺度叶顶间隙下,波涡干涉导致叶顶泄漏涡破碎本文由张家港市泰宇机械有限公司滚圆机网站采集网络资源整理!www.gunyuanji.name,但采用低反动度设计理念可控制破碎的泄漏涡在流道内部不发生大尺度的扩散,从而进一步地保证了转子在近失速点处仍具有较高的效率;综合考虑多方面气动性能要求,对于此类转子应存在最佳的叶顶间隙值。 不同叶顶间隙下，流道内马赫数为0.25的等值面，差值相等-数控滚圆机液压滚弧机折弯机价格低电动滚圆机滚弧机多少钱图中红色点划线包络的区域表征无叶顶间隙下低能流体团的空间尺寸，红色实心圆表征等值面与叶顶吸力面的交汇起始点，数字代表相应的叶顶间隙（GAP）方案。与无叶顶间隙相比，虽然低能流体团仍然集聚在叶片吸力面角区附近，但叶顶泄漏流动的存在使得其空间尺度大幅度减小，尤其是靠近叶顶区域。然而，随着叶顶间隙尺寸的增加，叶顶泄漏流动在流道内发展的过程中会产生额外的低能流体团（2GAP），这无疑会削弱转子的气动性能。tZNS图5所示为ZNS处，转子近尾缘附近效率等值线，相邻等值线间的差值相等。对于此类高负荷转子，由于根部反动度以及马赫数均较低，其损失主要来源于叶展中上部。在叶顶泄漏流动的作用下，吸力面角区内的高损失区范围缩小，但是在叶顶流道中部可以发现另一高损失区的形成，此为叶顶泄漏流动与激波、附面层以及主流相互作用造成的结果。由于转子负荷较高且展弦比较小，叶顶泄漏流动一旦形成，即可在流道内部获得较为充分的发展，也正因为如此，尽管无叶顶间隙时转子已经工作在近失速工况点，其效率仍然高于有叶顶间隙的转子。图6所示为设计点以及ZNS处出口绝对气流角沿叶高的分布。对比不同方案可以发现，出口气流角沿叶高的差别主要集中于上端壁附近。在叶顶泄漏流动的作用下，转子出口落后角度有所增加，当静叶出口气流角既定时，这无疑会提升静叶端区负荷。但考虑到静叶进口气流角增加幅度不是很大，因此，叶顶泄漏流动的存在不会对转/静之间的匹配造成颠覆性的影响，但是上端壁抽吸槽道的抽吸量应略有增加以保证整机的流动效率。差值相等-数控滚圆机液压滚弧机折弯机价格低电动滚圆机滚弧机多少钱本文由张家港市泰宇机械有限公司滚圆机网站采集网络资源整理!www.gunyuanji.name