自循环机匣对高速离心叶轮性能及稳定性影响的研究

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作者 甘钧文 吴艳辉 +1 位作者 陈智洋 安近怀远 《风机技术》 2019年第6期1-9,共9页

本文以某高速离心压气机为研究对象,通过数值模拟的方法,研究了叶轮失稳流场和两种自循环机匣对其性能的影响,以期揭示自循环机匣影响叶轮性能和内部流场的内在机理。研究首先模拟叶轮在实壁机匣下的情景,发现小流量工况下的叶片表面二... 本文以某高速离心压气机为研究对象,通过数值模拟的方法,研究了叶轮失稳流场和两种自循环机匣对其性能的影响,以期揭示自循环机匣影响叶轮性能和内部流场的内在机理。研究首先模拟叶轮在实壁机匣下的情景,发现小流量工况下的叶片表面二次流强度明显增大,在叶轮前缘和叶顶泄漏流大量掺混,以至于在分流叶片通道进口出现了大范围堵塞,形成大范围"尾迹区",引起叶片失速。针对上述现象,研究模拟叶轮在两种不同后槽位置的自循环机匣下的情景。采用自循环机匣结构后,最高能使失速裕度提升6%,设计点效率下降0.5%。在小流量工况下,气流主要由主叶片压力面附近流入机匣结构中。有效降低了叶顶泄漏流强度和压力面叶顶通道涡强度,同时还增加叶轮进口的流量,减小叶轮进口的气流攻角,降低了流动损失。 展开更多

关键词 离心叶轮 自循环机匣 数值模拟 叶顶泄漏流 叶顶通道涡

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自循环机匣处理轴向位置影响扩稳能力的机理 被引量：12

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作者 张皓光 安康 +2 位作者 谭锋 楚武利 吴艳辉 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期983-989,共7页

为了揭示自循环机匣处理轴向位置影响压气机稳定性的流动机理,采用非定常数值方法研究了3种不同轴向位置对机匣处理(CT)扩稳能力的影响,结果表明:机匣处理喷气装置离叶顶前缘最近且在叶顶前缘上游的扩稳能力最强,喷气装置在叶顶前缘正... 为了揭示自循环机匣处理轴向位置影响压气机稳定性的流动机理,采用非定常数值方法研究了3种不同轴向位置对机匣处理(CT)扩稳能力的影响,结果表明:机匣处理喷气装置离叶顶前缘最近且在叶顶前缘上游的扩稳能力最强,喷气装置在叶顶前缘正上方的次之,喷气装置在叶顶前缘上游较远处的最弱,对应机匣处理获得的综合失速裕度改进量分别为9.40%,7.09%,5.49%.通过详细地分析压气机叶顶流场表明:喷气装置离叶顶前缘最近且在叶顶前缘上游的机匣处理施加有利影响程度最高的范围刚好覆盖叶顶前缘处,此处是引起转子失速的关键部位,因此抑制叶顶间隙泄漏流造成的堵塞的效果最好,对应的扩稳能力在3种机匣处理中最强. 展开更多

关键词 压气机 自循环机匣处理 轴向位置 喷气 间隙泄漏流

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自循环机匣提高轴流泵稳定性的参数化研究

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作者 童志庭 原野 +1 位作者 张志民 张超 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期358-364,共7页

为了探究有效扩大轴流泵稳定运行范围的方法,针对轴流泵进行自循环机匣处理的单通道定常数值模拟,分析周向覆盖比例、抽吸口位置和喉部高度对水泵扩稳性能的影响规律,并揭示自循环机匣对轴流泵扩稳的改善机理.结果表明,抽吸口位置保持不... 为了探究有效扩大轴流泵稳定运行范围的方法,针对轴流泵进行自循环机匣处理的单通道定常数值模拟,分析周向覆盖比例、抽吸口位置和喉部高度对水泵扩稳性能的影响规律,并揭示自循环机匣对轴流泵扩稳的改善机理.结果表明,抽吸口位置保持不变,扩大周向覆盖比例和喉部高度都可以增大流量裕度,但设计点效率降低;喉部高度为1.8 mm的自循环机匣流量裕度随着抽吸口位置的后移先增加后降低,效率先降低后增加,说明在叶顶上方存在一个最佳位置.在研究的范围内,流量裕度最大达到5.93%,设计点的效率最低降低1.12%.通过自循环机匣处理,使叶顶泄漏流与主流在叶顶上方相互作用形成的堵塞区面积有所减小,从而可以扩大轴流泵流量范围和提升小流量工况效率.该研究可为轴流泵在自循环机匣的端壁处理方式下扩稳提供参考. 展开更多

关键词 轴流泵 自循环机匣处理 流量裕度 设计点效率 叶顶泄漏流

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自循环机匣处理对离心压气机气动性能影响分析 被引量：5

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作者 杜礼明 李文娇 李季 《流体机械》 CSCD 北大核心 2015年第4期33-37,74,共6页

对比分析了带实壁机匣与带处理机匣的压气机模型在多工况下的气动性能,结果表明,在不同转速下,处理机匣结构都具有不同程度的扩稳作用,但同时也造成绝热效率有所降低,而且峰值效率损失随着转速增大而加剧;处理机匣前后槽口与叶顶通道形... 对比分析了带实壁机匣与带处理机匣的压气机模型在多工况下的气动性能,结果表明,在不同转速下,处理机匣结构都具有不同程度的扩稳作用,但同时也造成绝热效率有所降低,而且峰值效率损失随着转速增大而加剧;处理机匣前后槽口与叶顶通道形成的回流运动可有效地削弱激波与间隙泄漏流的强度以及二者的相互作用,有利于改善叶轮通道的气体流通性。 展开更多

关键词 离心压气机 自循环机匣处理 实壁机匣 气动性能 数值分析

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跨声速离心压气机多部件耦合优化扩稳 被引量：1

5

作者 薛鹏飞 刘正先 +1 位作者 李孝检 赵明 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期491-503,共13页

基于最优拉丁超立方采样、多项式代理模型、傅里叶幅值敏感性试验、梯度变异混合优化算法构建了跨声速离心压气机耦合优化方法,实现了自循环机匣处理扩稳的同时不降低等熵效率的目标。耦合优化后压气机气动性能全面提升,设计点和近失速... 基于最优拉丁超立方采样、多项式代理模型、傅里叶幅值敏感性试验、梯度变异混合优化算法构建了跨声速离心压气机耦合优化方法,实现了自循环机匣处理扩稳的同时不降低等熵效率的目标。耦合优化后压气机气动性能全面提升,设计点和近失速点的等熵效率分别提高2.79%、1.82%,且峰值效率略高于实壁机匣压气机。耦合优化扩稳增效的机理是:自循环机匣抽吸流量增大,更多低能流体被移除;叶轮入口攻角改善,流动分离风险减小;前缘激波与叶尖泄漏涡干涉被抑制,叶轮下游低能流体减少,周向均匀性增强;机匣回流槽入射角增大,叶轮入口径向畸变被削弱;叶轮叶片尾缘安装角及扩压器有叶段尾缘半径的增大弥补了等熵效率损失;叶轮叶片前缘后掠角减小弥补了堵塞流量。 展开更多

关键词 离心压气机 自循环机匣处理 稳定工况范围 耦合优化 敏感性分析 混合优化算法

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不同轴向引气位置对自循环机匣处理的影响研究 被引量：5

6

作者 晏松 楚武利 +1 位作者 张皓光 刘凯 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1478-1489,共12页

针对转子失速时叶顶的具体流动情况,基于抽吸叶顶堵塞区低速流体的目的,设计了四种新的自循环机匣处理方案,探究其扩稳机理与常规自循环机匣处理的作用差异。数值计算选用Numeca Fine软件包的Euranus求解器,计算结果表明,通过抽吸叶顶... 针对转子失速时叶顶的具体流动情况,基于抽吸叶顶堵塞区低速流体的目的,设计了四种新的自循环机匣处理方案,探究其扩稳机理与常规自循环机匣处理的作用差异。数值计算选用Numeca Fine软件包的Euranus求解器,计算结果表明,通过抽吸叶顶堵塞区低速流体设计的自循环机匣处理结构,其达到的扩稳效果高于常规的自循环机匣处理。在优化设计中,当轴向引气位置位于转子叶顶堵塞区核心附近时,达到的扩稳效果最好,最大综合裕度改进量能达到15.00%。此外,本文还分析了自循环机匣处理后转子叶顶流场的差异,得出自循环机匣处理的扩稳机理在于把造成叶顶区堵塞流动的低速气流吸走,抑制了叶顶泄漏流动,改善了叶顶区的流动状况,以此来扩大转子的稳定工作范围。 展开更多

关键词 压气机 自循环机匣处理 引气 叶顶泄漏流动

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叶顶引气位置对自循环机匣处理扩稳能力的研究 被引量：4

7

作者 晏松 楚武利 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2731-2738,共8页

为了探究自循环机匣处理的引气口位置在叶顶变化时对压气机稳定性的影响,以亚声速压气机孤立转子为研究对象,采用数值模拟的方法对3种叶顶不同引气位置的自循环机匣处理方案进行了扩稳能力的研究。结果显示,引气位置在叶顶沿轴向变化时,... 为了探究自循环机匣处理的引气口位置在叶顶变化时对压气机稳定性的影响,以亚声速压气机孤立转子为研究对象,采用数值模拟的方法对3种叶顶不同引气位置的自循环机匣处理方案进行了扩稳能力的研究。结果显示,引气位置在叶顶沿轴向变化时,3种引气位置获得的流量裕度分别为5.43%,22.77%,18.23%,扩稳能力呈现出先增强后减弱的趋势,引气位置越靠近叶顶低速阻滞区核心,扩稳能力越强。对自循环机匣处理后的叶顶流场进行分析,可知在叶顶引气的自循环机匣处理的扩稳机理在于:通过抽吸叶顶处低速阻滞流体和抑制叶顶泄漏流动来改善叶顶区的流动状况,从而达到扩稳目的。 展开更多

关键词 压气机 自循环机匣处理 引气 叶顶泄漏流动

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自循环机匣处理周向覆盖比例和喷嘴轴向位置对轴流压气机扩稳效果的影响 被引量：4

8

作者 王广 楚武利 +2 位作者 迟志东 陈向艺 张皓光 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1237-1249,共13页

为了揭示自循环机匣处理周向覆盖比例和喷嘴轴向位置对扩稳效果的影响规律,在固定引气位置于叶顶阻塞区域的前提下,设计了6个不同周向覆盖比例和4个不同喷嘴轴向位置的自循环机匣处理结构,并以一个高亚声速轴流压气机转子为研究对象进... 为了揭示自循环机匣处理周向覆盖比例和喷嘴轴向位置对扩稳效果的影响规律,在固定引气位置于叶顶阻塞区域的前提下,设计了6个不同周向覆盖比例和4个不同喷嘴轴向位置的自循环机匣处理结构,并以一个高亚声速轴流压气机转子为研究对象进行了数值模拟。结果表明:随着周向覆盖比例增大,压气机的综合稳定裕度先增大后减小,峰值效率则单调降低,综合稳定裕度改进量最大的周向覆盖比例为90%,兼顾扩稳效果和效率损失的最佳周向覆盖比例为30%。随着喷嘴位置由叶顶前缘沿轴向逐渐前移,压气机的扩稳效果变化不大,但效率有所提升,而且喷嘴位置越往前移,效率提升越多。 展开更多

关键词 轴流压气机 自循环机匣处理 周向覆盖比例 喷嘴轴向位置 扩稳机理

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超临界二氧化碳离心叶轮耦合优化设计

9

作者 鲁雪 李孝检 刘彬 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期10-19,共10页

自循环机匣处理能够显著提升超临界二氧化碳离心叶轮小流量区域的气动性能,但对大流量工况附近的性能提升不明显。为此,考虑自循环机匣与叶轮关键参数的耦合效应,对机匣几何和叶轮叶片掠角实施耦合优化,实现了叶轮性能的全面提升。耦合... 自循环机匣处理能够显著提升超临界二氧化碳离心叶轮小流量区域的气动性能,但对大流量工况附近的性能提升不明显。为此,考虑自循环机匣与叶轮关键参数的耦合效应,对机匣几何和叶轮叶片掠角实施耦合优化,实现了叶轮性能的全面提升。耦合优化后叶轮在大流量工况、设计工况及小流量工况下的效率分别提升了3.51%、2.60%、4.43%。耦合优化的扩稳增效机理为:在大流量工况下改善了叶片前缘进口攻角,减小了叶轮内部亚临界区,抑制了冷凝的同时改善了叶轮内部流通能力;设计工况下机匣的抽吸量增大,叶顶附近更多低能流体被移除,改善了叶轮下游流场结构;小流量工况下显著减小了叶轮内部堵塞面积,叶轮流动稳定性增强,同时改善了机匣回流造成的掺混损失,叶轮效率提升。 展开更多

关键词 离心叶轮 超临界二氧化碳 自循环机匣处理 耦合优化

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自循环机匣处理对某型柴油机增压器压气机的稳定工况范围及性能影响研究

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作者 田津津 吴彩霞 +2 位作者 李孝检 张哲 赵祎佳 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1-9,共9页

针对某型柴油机增压器压气机,基于整级全通道数值模拟和正交试验设计方法,研究了自循环机匣处理实现高亚声速压气机扩稳增效的潜力。结果表明:自循环机匣能够在提高设计点气动性能的前提下推迟失稳,但会牺牲堵塞流量。压气机的失稳和堵... 针对某型柴油机增压器压气机,基于整级全通道数值模拟和正交试验设计方法,研究了自循环机匣处理实现高亚声速压气机扩稳增效的潜力。结果表明:自循环机匣能够在提高设计点气动性能的前提下推迟失稳,但会牺牲堵塞流量。压气机的失稳和堵塞流量分别与叶片前缘及叶片扩压器中的堵塞程度相关。小流量侧自循环机匣通过抽吸叶轮叶顶附近低能流体,缓解堵塞,推迟失稳。但在大流量侧自循环机匣的喷射效应会增大扩压器进口攻角,加剧扩压器叶片流动分离,减小堵塞流量。抽吸效应与喷射效应强度均取决于抽吸槽的位置和宽度,压气机稳定性和堵塞流量与抽吸槽参数的变化基本呈负相关。自循环机匣对气动性能的影响包含两方面:在抽吸槽前,经回流槽流出的流体与主流的掺混及其产生的进口畸变将带来额外的效率和压比损失,适当减小回流槽角度可以降低该损失;在抽吸槽下游,得益于抽吸效应对叶顶流动状态的改善,压气机抽吸槽附近及下游高熵区减小,做功能力增强,气动损失大幅降低。在上述两方面共同影响下,压气机设计点气动性能最终得以提高。 展开更多

关键词 增压器压气机 自循环机匣处理 全通道数值模拟 稳定工况范围 气动性能

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对转压气机中机匣处理的非定常影响

11

作者 郭彦超 高丽敏 +1 位作者 茅晓晨 王磊 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期685-697,共13页

为探究不同形式的机匣处理扩稳机理和损失产生区别,以某两级对转压气机(CRAC)为研究对象,通过非定常数值模拟方法开展了自循环机匣处理(SRCT)和轴向槽机匣处理(ASCT)扩稳机理的研究。结果表明:SRCT和ASCT在近失速点均显著提高失速裕度... 为探究不同形式的机匣处理扩稳机理和损失产生区别,以某两级对转压气机(CRAC)为研究对象,通过非定常数值模拟方法开展了自循环机匣处理(SRCT)和轴向槽机匣处理(ASCT)扩稳机理的研究。结果表明:SRCT和ASCT在近失速点均显著提高失速裕度和总压比,在峰值效率点附近增加效率损失;机匣处理通过作用于叶顶泄漏流和抑制压力势流减弱转子间动-动干涉效应;机匣处理槽内流场与转子相对位置相关,转子周期性的扫掠机匣处理槽增加了轴向槽内流动的非定常性,机匣处理槽内流动掺混是效率下降的主要原因。 展开更多

关键词 对转压气机 自循环机匣处理 轴向槽机匣处理 非定常 扩稳机理

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对转压气机中自循环机匣处理扩稳机理的研究 被引量：3

12

作者 郭彦超 高丽敏 +1 位作者 杨冠华 王磊 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期191-203,共13页

为拓宽自循环机匣处理的适用范围,以对转压气机为研究对象,采用数值方法研究了自循环机匣处理的扩稳机理和轴向喷气位置对其扩稳能力的影响,详细分析了自循环机匣处理前后对转压气机的总体特性和转子叶尖流场的变化。结果表明:对最先失... 为拓宽自循环机匣处理的适用范围,以对转压气机为研究对象,采用数值方法研究了自循环机匣处理的扩稳机理和轴向喷气位置对其扩稳能力的影响,详细分析了自循环机匣处理前后对转压气机的总体特性和转子叶尖流场的变化。结果表明:对最先失速的转子配置自循环机匣处理可以获得可观的裕度改善,但轴向喷气位置对扩稳效果和压气机的气动性能均有显著影响;轴向喷气位置不宜距离叶片前缘太近,喷气位置距离叶片前缘40%轴向弦长时失速裕度提高了7.73%且峰值效率损失最小。自循环机匣处理通过降低叶尖负荷和减弱叶顶二次泄漏流强度以及抑制叶顶泄漏流与主流相互掺混来延迟失速发生。通过自循环机匣处理可以改变对转压气机的最先失速级,但不改变失速起始类型。 展开更多

关键词 对转压气机 自循环机匣处理(SRCT) 喷气位置 扩稳机理 失速裕度

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双喷气自循环机匣处理对对转压气机性能的影响

13

作者 郭彦超 高丽敏 +2 位作者 茅晓晨 俞一波 王磊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期53-65,共13页

为发展适用于对转压气机变转速比工况下的扩稳技术,基于某两级对转压气机设计出一种新型双喷气自循环机匣处理结构,能够实现在不同转速比下提高对转压气机的失速裕度。在设计转速比下研究了轴向喷气位置对自循环机匣处理扩稳能力的影响... 为发展适用于对转压气机变转速比工况下的扩稳技术,基于某两级对转压气机设计出一种新型双喷气自循环机匣处理结构,能够实现在不同转速比下提高对转压气机的失速裕度。在设计转速比下研究了轴向喷气位置对自循环机匣处理扩稳能力的影响,并选取扩稳性能最佳的双喷气自循环机匣处理方案探究其在变转速比工况下的扩稳潜力。研究结果表明,在设计转速下,双喷气自循环机匣处理主要改善后排转子的叶顶流场,失速裕度最大提高8.40%;在非设计转速比下,双喷气自循环机匣处理可将失速裕度提升8.71%~9.74%。双喷气自循环机匣处理的双射流将叶顶泄漏流和主流的交界面推向下游,同时改善了两转子的叶顶流场品质,从而推迟失速的发生。 展开更多

关键词 对转压气机 双喷气自循环机匣处理 转速比 失速裕度 数值模拟

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自循环机匣处理喷气位置对压气机性能的影响 被引量：3

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作者 石凯凯 韩少冰 +1 位作者 钟兢军 陈帝云 《液压与气动》 北大核心 2019年第9期16-23,共8页

为了揭示自循环机匣处理对Stage37气动性能的影响机理,利用数值模拟方法研究了不同喷气位置对压气机气动性能的影响。在设计转速时,分析了不同喷气位置的自循环机匣处理装置的叶尖流场,探讨了自循环机匣处理的扩稳机理。数值模拟结果显... 为了揭示自循环机匣处理对Stage37气动性能的影响机理,利用数值模拟方法研究了不同喷气位置对压气机气动性能的影响。在设计转速时,分析了不同喷气位置的自循环机匣处理装置的叶尖流场,探讨了自循环机匣处理的扩稳机理。数值模拟结果显示:不同喷气位置的自循环机匣处理在略微降低压气机效率的情况下,能够分别扩大2.96%,2.72%,2.83%,2.6%的失速裕度;设计转速时,Stage37中转子叶尖区激波/叶尖泄漏涡相互干涉以及泄漏涡破裂后产生的阻塞区,是影响Stage37压气机内部流动失稳的关键因素。自循环机匣处理的扩稳机制主要在于利用高速喷气抑制叶尖泄漏涡的破碎程度,减小叶尖阻塞区面积,进而提高压气机的失速裕度。 展开更多

关键词 自循环机匣处理 喷气位置 跨声速压气机 激波/叶尖泄漏涡干涉 失速

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自循环机匣处理对某型离心压气机性能的影响 被引量：3

15

作者 张博 白江涛 +1 位作者 陶林 邓嵘 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期54-60,共7页

采用数值模拟的方法对比带/不带自循环机匣处理结构对某型离心压气机性能的影响进行研究。结果表明,自循环机匣处理结构基本不影响设计点压气机效率,可以增加压气机堵塞状态的流量,减小失速状态的流量。同时,文章展示了带/不带自循环机... 采用数值模拟的方法对比带/不带自循环机匣处理结构对某型离心压气机性能的影响进行研究。结果表明,自循环机匣处理结构基本不影响设计点压气机效率,可以增加压气机堵塞状态的流量,减小失速状态的流量。同时,文章展示了带/不带自循环机匣处理结构时压气机内部的流场情况,从流场流动的角度分析了自循环机匣结构引起压气机特性变化的原因。带机匣处理结构的压气机,在设计状态下,气流攻角不变,压气机效率基本不变;失速状态下,气流攻角改善,流动更加稳定;堵塞状态下,气流由机匣处理结构流入叶轮喉部下游,增加了叶轮排气流量,拓宽了堵塞流量。 展开更多

关键词 离心压气机 自循环机匣处理 数值分析 性能

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自循环机匣喷嘴喉部高度对转子性能的影响研究 被引量：3

16

作者 晏松 楚武利 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期2400-2410,共11页

以NASA Rotor 37为研究对象,采用数值模拟的方法对自循环机匣处理内部的循环流量对转子性能的影响展开了研究,通过调节自循环机匣的喷嘴喉部高度来实现对循环流量的调控.研究发现,喷嘴喉部高度对自循环机匣处理的扩稳效果有着重要的影响... 以NASA Rotor 37为研究对象,采用数值模拟的方法对自循环机匣处理内部的循环流量对转子性能的影响展开了研究,通过调节自循环机匣的喷嘴喉部高度来实现对循环流量的调控.研究发现,喷嘴喉部高度对自循环机匣处理的扩稳效果有着重要的影响,随着喷嘴喉部高度的变大,转子的失速裕度改进量呈现出先缓慢增加,再急剧提升,最后增势又趋于平缓的三种变化趋势。此外,不同喷嘴喉部高度的自循环机匣处理后转子的效率均有所下降。效率下降的原因主要来源于从喷嘴喷射出的高速射流加剧了叶顶流场的掺混损失和黏性耗散损失,从而造成了转子叶顶区域存在大面积高损失区域,使得转子效率下降。且随着喷嘴喉部高度的增大,气流内部黏性耗散程度越大,对转子效率造成的影响也越大. 展开更多

关键词 转子 自循环机匣处理 扩稳 失速裕度 损失

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机匣处理抽吸环槽位置对离心压气机性能影响 被引量：2

17

作者 李文娇 杜礼明 +2 位作者 王尕平 王澄宇 王焱 《流体机械》 CSCD 北大核心 2014年第5期15-20,24,共7页

在高转速下跨声速离心压气机往往暴露出流量范围过窄的问题,难以满足变工况增压柴油机对宽广流量范围的需求。通过数值分析研究了抽吸环槽子午轴向位置对压气机性能的影响。结果表明,压气机对开槽位置比较敏感,在高转速下只有适当的开... 在高转速下跨声速离心压气机往往暴露出流量范围过窄的问题,难以满足变工况增压柴油机对宽广流量范围的需求。通过数值分析研究了抽吸环槽子午轴向位置对压气机性能的影响。结果表明,压气机对开槽位置比较敏感,在高转速下只有适当的开槽位置才能有效带走堆积在分流叶片前缘上游附近的低能流体,最大程度改善其内部流动,拓宽其流量范围。采用优化后的机匣处理结构后,压气机的稳定工作范围由11.86%拓宽到15.83%。 展开更多

关键词 自循环机匣处理 抽吸环槽 离心压气机 数值计算

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自循环机匣周向偏置对轴流压气机非定常流场的影响 被引量：2

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作者 钟翌铭 楚武利 +1 位作者 杨晶晶 赵伟光 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2193-2206,共14页

以NASA Rotor 35为研究对象,设置了15°,0°和-15°三种不同周向偏置度数的自循环机匣,利用NUMECA软件包进行三维非定常数值模拟,以研究机匣处理对压气机非定常流场的影响。计算结果表明,针对NASA Rotor 35,由通道激波与叶... 以NASA Rotor 35为研究对象,设置了15°,0°和-15°三种不同周向偏置度数的自循环机匣,利用NUMECA软件包进行三维非定常数值模拟,以研究机匣处理对压气机非定常流场的影响。计算结果表明,针对NASA Rotor 35,由通道激波与叶顶泄漏涡相互作用导致的失速,不同周向偏置角度的自循环机匣处理均能够较好地拓宽压气机的稳定工作范围,且几乎不影响压气机峰值效率。其中周向偏置15°的自循环机匣虽然流量裕度改进量最大,但是压气机的压比下降较大。周向偏置后自循环机匣的扩稳能力不再遵循传统上以回流量、喷嘴出口速度和自循环装置内的流动损失来关联扩稳效果的经验规律,而是由桥路和流场耦合的非定常过程导致的。其喷射和抽吸作用对叶顶流场的激励使得叶顶静压分布、泄漏流产生周期性波动,不同物理量峰值在时域上存在相位延迟。 展开更多

关键词 轴流压气机 自循环机匣处理 周向偏置 非定常 扩稳机理

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不同转速下自循环机匣处理对转子性能的影响 被引量：1

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作者 晏松 楚武利 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2516-2528,共13页

以NASA Rotor 37为研究对象,采用数值模拟的方法研究了自循环机匣处理的引气位置在不同转速下对转子性能的影响。研究结果表明:自循环机匣处理的引气位置和转子转速对转子性能的影响具有交互性,其本质原因在于转子在不同转速下处于近失... 以NASA Rotor 37为研究对象,采用数值模拟的方法研究了自循环机匣处理的引气位置在不同转速下对转子性能的影响。研究结果表明:自循环机匣处理的引气位置和转子转速对转子性能的影响具有交互性,其本质原因在于转子在不同转速下处于近失速状态时,转子叶顶区域的流动状态不同,从而造成引气位置和叶顶堵塞区域的相对位置会随着转子转速的变化而变化,进而对转子的性能影响呈现出交互性。通过对三种转速下自循环机匣处理的引气位置对转子稳定性的影响分析知,引气位置位于转子叶顶堵塞区尾缘处时对转子叶顶区的流动堵塞抑制能力最强,极大地改善了转子叶顶区域的流通状况,对转子的失速裕度改进量最为有利,在100%、90%和70%设计转速下,失速裕度改进量的最大值分别为7.46%、8.52%、6.14%。此外,通过对转子叶顶的流场细节分析得知,不同转速下自循环机匣处理的引气位置位于转子近失速工况的叶顶堵塞区尾缘处时,在叶顶造成的高比熵区最少,对转子效率的降低幅度最小,于效率最为有利。 展开更多

关键词 自循环机匣处理 转子 引气 失速裕度 叶顶堵塞

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轴向偏转型自循环机匣处理对高速压气机扩稳效果的影响机理 被引量：1

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作者 王广 楚武利 +2 位作者 陈向艺 迟志东 张皓光 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2691-2699,共9页

为了削弱叶顶泄漏流的不利影响,扩大轴流压气机的稳定工作范围,提出了一种改进的轴向偏转型自循环机匣处理结构,偏转角度为叶片顶部弦长与压气机轴向的夹角。以高速轴流压气机的孤立转子为研究对象,设计了正偏和反偏2种轴向偏转型自循... 为了削弱叶顶泄漏流的不利影响,扩大轴流压气机的稳定工作范围,提出了一种改进的轴向偏转型自循环机匣处理结构,偏转角度为叶片顶部弦长与压气机轴向的夹角。以高速轴流压气机的孤立转子为研究对象,设计了正偏和反偏2种轴向偏转型自循环机匣处理方案,进行了单通道非定常数值模拟。结果表明:相对于实壁机匣,压气机在正偏、反偏自循环机匣处理时的综合稳定裕度分别增加了11.52%,10.15%,峰值效率仅分别下降了0.32%,0.59%。轴向正偏型自循环机匣处理比轴向反偏型自循环机匣处理的扩稳效果更好,而且效率下降更少。 展开更多

关键词 轴流压气机 自循环机匣处理 轴向偏转角 数值模拟 机理分析

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