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轴流压气机机匣处理研究进展及评述 被引量：47
1
作者 卢新根 楚武利 +2 位作者 朱俊强 吴艳辉 刘志伟 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期222-232,共11页
喘振和旋转失速裕度等稳定性问题是压气机设计者所关心的主要问题之一,不稳定流动大多数情况下都是从压气机端部区域开始的,如果能够延迟端部区域的失速,就能提高压气机的稳定工作范围．在过去的30多年中,许多种型式的处理机匣结构被用... 喘振和旋转失速裕度等稳定性问题是压气机设计者所关心的主要问题之一,不稳定流动大多数情况下都是从压气机端部区域开始的,如果能够延迟端部区域的失速,就能提高压气机的稳定工作范围．在过去的30多年中,许多种型式的处理机匣结构被用于改善端部区域流动,提高压气机的稳定工作范围．从机匣处理的实验研究、理论分析和数值模拟3个方面对轴流压气机机匣处理的研究进行了回顾,讨论了处理机匣内部流动机理及其对轴流压气机性能和稳定性的影响,并指出了机匣处理研究的发展趋势． 展开更多
关键词 轴流压气机 机匣处理 失速格度 顶部间隙泄漏流动
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叶顶间隙对压气机性能的影响 被引量：22
2
作者 马文生 顾春伟 《动力工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期863-867,共5页
对某多级轴流压气机的其中两级的内部流场进行了全三维的CFD数值模拟,模拟结果与设计的级间参数比较吻合。通过对0.5倍设计间隙、1倍设计间隙和2倍设计间隙3个不同间隙的模拟结果的比较,探讨了间隙的大小对多级压气机总体性能的影响;通... 对某多级轴流压气机的其中两级的内部流场进行了全三维的CFD数值模拟,模拟结果与设计的级间参数比较吻合。通过对0.5倍设计间隙、1倍设计间隙和2倍设计间隙3个不同间隙的模拟结果的比较,探讨了间隙的大小对多级压气机总体性能的影响;通过内部流场的详细分析,揭示了间隙泄漏损失的特征。 展开更多
关键词 能源与动力工程 轴流压气机 叶顶间隙泄漏 数值模拟 损失特征
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轴向斜缝机匣处理与转子通道之间耦合流动分析 被引量：16
3
作者 卢新根 楚武利 +1 位作者 朱俊强 吴艳辉 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期226-228,共3页
轴向斜缝机匣处理能够有效地扩大压气机的稳定工作范围,本文对轴向斜缝处理机匣与亚音速压气机转子通道之间的耦合流动进行了时间精确的全三维数值模拟,数值结果所获得的总性能与试验结果符合较好。详细分析了处理机匣与转子通道之间非... 轴向斜缝机匣处理能够有效地扩大压气机的稳定工作范围,本文对轴向斜缝处理机匣与亚音速压气机转子通道之间的耦合流动进行了时间精确的全三维数值模拟,数值结果所获得的总性能与试验结果符合较好。详细分析了处理机匣与转子通道之间非定常干涉现象以及处理机匣结构引入后转子顶部区域不同的流场结构,数值计算结果表明,对具有高损失高阻塞效应的间隙泄漏流及其间隙泄漏涡的控制是轴向斜缝机匣处理扩大压气机稳定工作裕度的主要原因。 展开更多
关键词 轴流压气机 机匣处理 间隙泄漏流 非定常干涉
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对转压气机转差特性试验与数值模拟 被引量：15
4
作者 刘波 侯为民 +1 位作者 陈云永 赵旭民 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期403-408,共6页
为了探索对转压气机流场特性,在前后级转子等转速压比和效率特性试验基础上,在一个两级对转轴流压气机试验台上进行了前后级转子不同转差下的特性实验,并对试验工况进行了数值模拟,辅助分析了转差对压气机特性及流场的影响,数值模拟与... 为了探索对转压气机流场特性,在前后级转子等转速压比和效率特性试验基础上,在一个两级对转轴流压气机试验台上进行了前后级转子不同转差下的特性实验,并对试验工况进行了数值模拟,辅助分析了转差对压气机特性及流场的影响,数值模拟与实验结果符合较好.结果表明,转差变化引起压气机性能与流场结构发生显著变化,是影响压气机性能的主要因素之一. 展开更多
关键词 对转技术 轴流压气机 转差 数值计算
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轴流式压缩机叶片固有频率及动应力分析 被引量：15
5
作者 李德信 陈江辉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期138-142,共5页
以某轴流式压缩机的一级动叶片为研究对象,建立叶片的三维有限元模型,研究轴流式压缩机叶片的频率特性。从理论方面分析了影响频率的旋转软化和应力刚化效应,分析了旋转软化和应力刚化效应对叶片固有频率的影响。应用完全法瞬态分析,计... 以某轴流式压缩机的一级动叶片为研究对象,建立叶片的三维有限元模型,研究轴流式压缩机叶片的频率特性。从理论方面分析了影响频率的旋转软化和应力刚化效应,分析了旋转软化和应力刚化效应对叶片固有频率的影响。应用完全法瞬态分析,计算了叶片的动应力,分析结果为叶片的调频和振动特性的改善提供了依据。 展开更多
关键词 轴流压缩机 叶片 固有频率 动应力 有限元分析
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跨音速压气机间隙流与处理机匣相互作用分析 被引量：15
6
作者 卢新根 楚武利 张燕峰 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1357-1360,1364,共5页
基于对压气机转子顶部间隙泄漏流的深刻认识,针对某跨音速轴流压气机转子,设计了一种新型的处理机匣结构,并对带处理机匣的压气机转子内部流动进行了全三维非定常数值模拟,数值计算所获得的总性能(实壁)与试验结果符合较好.该种新型处... 基于对压气机转子顶部间隙泄漏流的深刻认识,针对某跨音速轴流压气机转子,设计了一种新型的处理机匣结构,并对带处理机匣的压气机转子内部流动进行了全三维非定常数值模拟,数值计算所获得的总性能(实壁)与试验结果符合较好.该种新型处理机匣结构的引入能在不降低压气机设计点效率的前提下有效地提高压气机的失速裕度.对处理机匣与顶部间隙泄漏流之间的相互作用机制进行了详细分析.结果表明:处理机匣结构能抑制间隙泄漏涡破裂现象的发生,并将间隙泄漏涡破裂后导致的阻塞区抽吸进入处理槽,从而有效地提高了跨音速压气机的失速裕度. 展开更多
关键词 轴流压气机 跨音速 顶部泄漏流 处理机匣
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梯状间隙结构对轴流压气机影响的试验与数值模拟 被引量：9
7
作者 卢新根 楚武利 +1 位作者 朱俊强 王如根 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期234-236,共3页
采用试验和数值模拟的方法研究了梯状间隙结构对轴流压气机转子性能以及内部流动的影响,在某单级轴流压气机试验台上,在5059r／min和8130r／min两个换算转速下分别对三种不同的机匣结构进行了详细的试验测试,结果表明:与具有设计间隙的... 采用试验和数值模拟的方法研究了梯状间隙结构对轴流压气机转子性能以及内部流动的影响,在某单级轴流压气机试验台上,在5059r／min和8130r／min两个换算转速下分别对三种不同的机匣结构进行了详细的试验测试,结果表明:与具有设计间隙的实壁机匣结构相比,两个转速下梯状间隙结构的引入能够在扩大压气机的稳定工作裕度的同时使得压气机所有流量工况下的压比和效率均有一定程度的改善;对具有梯状间隙的压气机转子内部流场进行了详细的数值模拟,揭示阶梯状间隙结构内部流动机理。 展开更多
关键词 轴流压气机 梯状间隙 机匣处理
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轴流压气机叶尖片削全工况特性分析 被引量：12
8
作者 邵卫卫 季路成 黄伟光 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期367-373,共7页
以ROTOR37转子为例，采用数值模拟方法对叶尖压力面片削深度（沿叶片切向）及高度（沿叶片展高方向）进行参数化研究．计算得到60％，80％，90％及100％设计转速工况下的全工况特性曲线，并对100％设计转速工况作了详细的内部流场分析... 以ROTOR37转子为例，采用数值模拟方法对叶尖压力面片削深度（沿叶片切向）及高度（沿叶片展高方向）进行参数化研究．计算得到60％，80％，90％及100％设计转速工况下的全工况特性曲线，并对100％设计转速工况作了详细的内部流场分析．包括原型在内10种模型计算结果表明：在0～50％片削深度和82％～100％展高内片削使ROTOR37转子堵塞流量、总压比、绝热效率略有提高，失速裕度略有下降，但影响并不十分显著． 展开更多
关键词 航空 、航天推进系统 轴流压气机 叶尖片削 全工况 气动性能 数值模拟
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CAD/CAE在轴流压缩机机壳铸改焊结构设计中的应用 被引量：12
9
作者 田梦远 张建勋 丁如义 《风机技术》 2012年第5期49-53,共5页
本文介绍了基于CAD/CAE的机壳铸改焊结构设计整体思路,并以某型号轴流压缩机为例,阐述了应用Pro/E、ANSYS Workbench及Auto CAD软件,完成机壳铸改焊三维结构设计、力学分析、优化及工程图绘制等一系列工作的过程和方法。结果表明:综合... 本文介绍了基于CAD/CAE的机壳铸改焊结构设计整体思路,并以某型号轴流压缩机为例,阐述了应用Pro/E、ANSYS Workbench及Auto CAD软件,完成机壳铸改焊三维结构设计、力学分析、优化及工程图绘制等一系列工作的过程和方法。结果表明:综合利用各软件的优势,可减小结构设计工作量,提高设计效率和设计质量。 展开更多
关键词 轴流压缩机 机壳铸改焊 PRO E建模 结构分析 优化设计 图形转换
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轴流压气机角区分离的研究进展 被引量：11
10
作者 吴艳辉 王博 +1 位作者 付裕 刘军 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期102-123,共22页
角区分离是一种常发生于轴流压气机"吸力面-端壁"角区的三维分离现象,该现象以及随之产生的流场堵塞和流场损失会对压气机的稳定工作和效率造成不良影响,严重时会发展为"角区失速"。随着现代轴流压气机单级负荷的提... 角区分离是一种常发生于轴流压气机"吸力面-端壁"角区的三维分离现象,该现象以及随之产生的流场堵塞和流场损失会对压气机的稳定工作和效率造成不良影响,严重时会发展为"角区失速"。随着现代轴流压气机单级负荷的提升,角区分离所产生的负面影响日益突出,严重阻碍了高负荷压气机的发展,各种主动、被动流动控制方法也因此被广泛应用于角区分离的流动控制。首先,从角区分离对轴流压气机性能的影响、角区分离的流场特征和角区失速的判别准则3个方面对轴流压气机角区分离的流动机理研究进行了回顾,详细讨论了角区分离的影响因素、角区分离的流动拓扑分析以及角区失速的定义与判别方法。其次,对三维叶片设计、翼刀与凹槽、旋涡发生器、非轴对称端壁造型、射流式旋涡发生器、等离子体气动激励以及附面层抽吸与附面层射流7类流动控制方法的研究进展进行了回顾,重点探讨了这些流动控制方法在抑制角区分离方面的应用,并给出了这些流动控制方法的对角区分离的作用机制。最后,对角区分离领域的研究现状进行了简要地总结,指出了现有角区分离的机理研究和流动控制研究所存在的不足,并对该领域未来的发展进行了展望。 展开更多
关键词 轴流压气机 角区分离 角区失速 流场特征 流动控制
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轴流式压缩机叶片断裂原因分析及改型设计 被引量：8
11
作者 戴义平 孟江丽 高林 《化工机械》 CAS 2006年第1期14-19,共6页
针对某轴流式压缩机的第1级叶片断裂事故,采用有限元方法对叶片的强度振动特性进行了计算,分析了叶片断裂的原因,在保证气动性能不变的条件下,采用抗疲劳强度更好的材料及增大叶片厚度的方法进行了改型设计,并进行调频设计,使叶片避开... 针对某轴流式压缩机的第1级叶片断裂事故,采用有限元方法对叶片的强度振动特性进行了计算,分析了叶片断裂的原因,在保证气动性能不变的条件下,采用抗疲劳强度更好的材料及增大叶片厚度的方法进行了改型设计,并进行调频设计,使叶片避开了高频和低频共振。 展开更多
关键词 轴流式压缩机 叶片 断裂分析 改型设计
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某重型燃气轮机压气机动叶弯曲变形故障分析 被引量：9
12
作者 王文昊 何立东 +1 位作者 贾兴运 张乐 《流体机械》 CSCD 北大核心 2023年第4期80-85,共6页
针对国内某热电厂首次发生的燃气轮机压气机第二级动叶顶部弯曲变形故障,从压气机进出口压力、叶片通道温度、排气温度、进口导叶(IGV)阀开度、轴承振动、余热锅炉出口烟气流量等多个监测参数入手,多参数协同分析可能造成故障的原因。... 针对国内某热电厂首次发生的燃气轮机压气机第二级动叶顶部弯曲变形故障,从压气机进出口压力、叶片通道温度、排气温度、进口导叶(IGV)阀开度、轴承振动、余热锅炉出口烟气流量等多个监测参数入手,多参数协同分析可能造成故障的原因。在燃气轮机运行过程中,压气机出现进口静压增大0.0012 MPa,出口压力减小0.0782 MPa,叶片通道温度增#大14.09℃,排气温度增大6.12℃,2轴承振动增大10.69μm,余热锅炉出口烟气流量减少了0.25×106 Nm3/s等异常现象。揭示了轴流式压气机第二级动叶叶顶弯曲变形机理,判断动叶叶顶局部弯曲与压气机旋转失速现象密切相关。若出现压气机进口压力增大,压气机出口压力减小,叶片通道温度及排气温度升高,轴承振动增大,余热锅炉出口烟气流量减小等参数的异常变化,可初步判断压气机发生旋转失速。 展开更多
关键词 燃气轮机 轴流压气机 叶顶弯曲故障 运行 旋转失速
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基于多目标遗传算法的多级轴流压气机优化设计 被引量：9
13
作者 丁伟 刘波 +1 位作者 曹志鹏 陈云永 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期230-233,共4页
建立了一种多级轴流压气机的多目标优化设计方法。采用流线曲率法计算压气机气动性能,结合多目标遗传算法来进行性能参数优化。针对一台两级轴流压气机,选定优化设计的目标是最大的总压比和最高的总绝热效率。将转子尾缘的稠度和相对气... 建立了一种多级轴流压气机的多目标优化设计方法。采用流线曲率法计算压气机气动性能,结合多目标遗传算法来进行性能参数优化。针对一台两级轴流压气机,选定优化设计的目标是最大的总压比和最高的总绝热效率。将转子尾缘的稠度和相对气流角以及静子尾缘的稠度和气流角作为设计变量。通过优化设计得到一组在两个目标上均优于初始设计的Pareto最优解,对典型的Pareto最优解和初始设计进行分析、比较,证明了该优化设计方法的有效性。 展开更多
关键词 轴流压气机 多目标遗传算法^+ 流线曲率法^+
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高负荷轴流压气机设计与试验验证 被引量：10
14
作者 李清华 安利平 +2 位作者 徐林 米攀 庞超 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期156-166,共11页
为了提高高负荷轴流压气机气动性能,探索高负荷压气机设计方法。首先,对高负荷压气机轴向载荷和参数分布进行研究与筛选优化;然后,利用二维正/反问题设计与分析方法优化压气机载荷展向分布;最后,利用三维流场分析方法进行精细分析,从而... 为了提高高负荷轴流压气机气动性能,探索高负荷压气机设计方法。首先,对高负荷压气机轴向载荷和参数分布进行研究与筛选优化;然后,利用二维正/反问题设计与分析方法优化压气机载荷展向分布;最后,利用三维流场分析方法进行精细分析,从而使高负荷压气机级间参数达到良好的匹配。将该方法应用于一台高负荷压气机设计中,并将试验值与计算结果进行了比较分析。结果显示:该技术有效地提高了压气机全工况的性能,使压气机各级工作在合理的参数下,相对于第4代发动机的压气机平均级压比提高了16%,效率提高了1%。 展开更多
关键词 高负荷 轴流压气机 级间匹配 优化 试验验证
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NF-6增压连续式高速风洞压缩机喘振边界的确定 被引量：10
15
作者 高超 王娜 +3 位作者 袁先士 张正科 郗忠祥 郝礼书 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期61-66,共6页
NF-6风洞是我国第一座增压连续式跨声速风洞,轴流压缩机是影响风洞安全运行和流场性能的重要因素之一。对国内首座增压连续式跨声速风洞压缩机喘振边界的确定进行试验研究。简要论述了喘振发生的机理及其危害以及确定喘振边界的重要性,... NF-6风洞是我国第一座增压连续式跨声速风洞,轴流压缩机是影响风洞安全运行和流场性能的重要因素之一。对国内首座增压连续式跨声速风洞压缩机喘振边界的确定进行试验研究。简要论述了喘振发生的机理及其危害以及确定喘振边界的重要性,讨论了压缩机逼喘过程及其原理以及风洞增压对喘振点(喘振边界)的影响;给出了控制风洞运行的压缩机喘振边界线、喘振预警线、安全保护线、防喘调节线及防喘振措施,为该座增压连续式风洞稳定运行奠定了基础,提供了安全保障。 展开更多
关键词 增压风洞 连续式风洞 喘振边界 喘振预警 轴流压缩机
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进口畸变对轴流压气机流场影响的全通道数值研究 被引量：10
16
作者 张皓光 吴俊 +2 位作者 楚武利 吴艳辉 王维 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1056-1063,共8页
采用全通道非定常数值模拟方法研究了进口畸变对亚声速轴流压气机性能及流场的影响,数值模拟中通过在进口径向段设置栏杆的方式产生畸变,非定常数值计算结果表明进口总压畸变后降低了压气机转子的性能,失速裕度减小了3.1%。通过详细地... 采用全通道非定常数值模拟方法研究了进口畸变对亚声速轴流压气机性能及流场的影响,数值模拟中通过在进口径向段设置栏杆的方式产生畸变,非定常数值计算结果表明进口总压畸变后降低了压气机转子的性能,失速裕度减小了3.1%。通过详细地分析压气机进口延伸段及内部流场表明,畸变后在转子上游进口环面上出现低值进气角区,促使部分通道叶顶吸力面附面层分离起始位置靠前,造成通道内堵塞严重,并使叶顶间隙泄漏流在更高叶展前缘处溢流到相邻叶片通道进而诱发转子失速,进口均匀时压气机失速主要是由叶顶间隙泄漏流引起的堵塞造成。 展开更多
关键词 进口畸变 轴流压气机 全通道 栏杆 进气角 气流分离
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轴流压气机转子近叶尖流动的试验和数值研究之二:近失速工况流动特征分析 被引量：9
17
作者 吴艳辉 吴俊峰 +1 位作者 稂仿玉 王晓 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期60-65,共6页
采用机匣壁动态压力测量技术对某高速亚音轴流压气机转子中转数可压条件下不同工况点叶尖流场进行了测量.在对近失速工况点试验测量结果进行详细分析的基础上,结合全通道非定常的数值模拟对试验观察到的流动现象进行了解释。结果表明:... 采用机匣壁动态压力测量技术对某高速亚音轴流压气机转子中转数可压条件下不同工况点叶尖流场进行了测量.在对近失速工况点试验测量结果进行详细分析的基础上,结合全通道非定常的数值模拟对试验观察到的流动现象进行了解释。结果表明:随着工况点向失速边界点推进,叶尖区出现的非定常流动现象(旋转不稳定性)增强,且该非定常流动现象的活动频率随流场的调整在一定带宽范围内变化;通过非定常数值模拟结果与试验测量结果的对比分析表明,叶尖通道中以一定周期活动的TSV的出现是旋转不稳定性流动现象出现的流体动力学机制。 展开更多
关键词 轴流压气机 非定常性 叶尖二次涡 旋转不稳定性
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叶尖喷气影响压气机近失速流场特征的数值研究 被引量：8
18
作者 吴艳辉 稂仿玉 +1 位作者 吴俊峰 王晓 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期195-201,共7页
为了探讨叶尖喷气对近失速工况流场特征的影响,以亚声轴流压气机转子为研究对象,对其加入叶尖喷气前后的流场进行了全通道非定常数值模拟。对加入喷气前后的瞬态流场对比分析表明:喷气前近叶尖流场非定常性的出现与叶尖二次涡的形成和... 为了探讨叶尖喷气对近失速工况流场特征的影响,以亚声轴流压气机转子为研究对象,对其加入叶尖喷气前后的流场进行了全通道非定常数值模拟。对加入喷气前后的瞬态流场对比分析表明:喷气前近叶尖流场非定常性的出现与叶尖二次涡的形成和运动密切相关,而且任意时刻沿圆周方向每个叶片的载荷呈均匀分布的态势;喷气后整周的流场在任一时刻都被离散喷气流分割为接近相等的5个部分,从而改变了喷气前整周流场载荷分布的格局,抑制了叶尖二次涡的出现。 展开更多
关键词 轴流压气机 非定常数值模拟 叶尖喷气 动力学特性 叶尖二次涡+
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周向槽轴向位置影响机匣处理扩稳能力的机理 被引量：8
19
作者 张皓光 安康 +2 位作者 吴艳辉 楚武利 谭锋 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2296-2302,共7页
为了揭示周向槽机匣处理轴向位置影响压气机稳定性的流动机理,采用试验与数值方法研究了三种不同轴向位置对机匣处理扩稳能力的影响。试验与数值结果均表明机匣处理轴向位置不变时扩稳能力最强,轴向位置前移次之,轴向位置后移最弱,对应... 为了揭示周向槽机匣处理轴向位置影响压气机稳定性的流动机理,采用试验与数值方法研究了三种不同轴向位置对机匣处理扩稳能力的影响。试验与数值结果均表明机匣处理轴向位置不变时扩稳能力最强,轴向位置前移次之,轴向位置后移最弱,对应的试验综合裕度改进量分别为10.3%,7.82%及5.65%。通过详细分析压气机叶顶流场表明,周向槽机匣处理轴向位置后移使叶顶前缘区域没有受到到周向槽的作用,叶尖部分间隙泄漏流在叶顶前缘形成低速带并造成进口堵塞。轴向位置前移使叶顶后部区域没有受到周向槽的作用,在叶顶通道出口部分叶高范围内形成低速堵塞区,流通能力弱。轴向位置不变的机匣处理对应的叶顶通道流通能力最强,因此扩稳效果最好。 展开更多
关键词 轴流压气机 机匣处理 轴向位置 间隙泄漏流 堵塞
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催化裂化轴流压缩机叶片疲劳断裂原因分析 被引量：7
20
作者 付伟 《风机技术》 2009年第1期63-65,共3页
介绍了某催化裂化轴流压缩机叶片断裂的情况,并通过对可能导致叶片疲劳失效的几个因素进行分析,得出叶片断裂失效的原因是叶片共振。
关键词 轴流式压缩机 叶片 断裂
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