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题名多级压气机转子负荷系数对叶片非同步振动的影响
被引量：3
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作者
程荣辉
余华蔚
汪松柏
杜林
孙大坤
孙晓峰
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机构
中国航发沈阳发动机研究所
中国航发四川燃气涡轮研究院
北京航空航天大学流体与声学工程实验室
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出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第14期24-36,共13页
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基金
四川省科技计划项目(2021YFG0182)
国家自然科学基金(52022009)。
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文摘
通过理论计算分析与试验研究,解释了核心机试验中调节叶片(VSV)异常偏关引起的转子叶片非同步振动(NSV)现象。首先对出现叶片振动的前1.5级压气机进行了全环非定常数值模拟研究。数值结果表明当第1级静叶安装角从偏关2°逐渐调节到偏关6°时,第1级转子叶片负荷逐渐增加,并出现明显的分离流动结构,该流动现象在转子叶片上产生非整数倍转频的压力脉动激励,这是典型的旋转失稳(RI)现象特征。为进一步研究旋转失稳诱发非同步振动与转子气动负荷之间的关联,在6级跨声压气机试验件上开展了系统性的计算与试验研究。通过二维通流计算评估了不同进口导叶/静叶(VIGV/VSV)角度下,第1级转子负荷随转速的变化规律。进而通过6级压气机试验,观察到当第1级静子叶片调整到偏关8°以及第1、第2静子叶片同时调整到偏关4°和偏关3.6°时,第1级转子叶片均出现了非同步振动现象。通过分析第1级转子叶片表面应变的频谱和机匣动态压力脉动的频谱,建立了二者的内在关联。明确了除叶尖径向间隙大外,可调导叶/静叶偏关同样会在转子叶尖形成高负荷,导致叶尖区域流动不稳定进而诱发叶尖旋转失稳现象。研究结果对于多级压气机的设计工作具有重要的指导意义。
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关键词
多级轴流压气机
非同步振动
负荷系数
旋转不稳定
可调导叶/静叶
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Keywords
multi-stage axial compressor
non-synchronous vibration
loading coefficient
rotating instability
vari-able inlet guide vanes/variable stator vanes
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分类号
V232.4
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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