对于叶顶间隙对压气机气动性能影响的数值研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第44卷第1期热力透平Vo1．44No．12O15年3月THERMALTURBINEMar．2015文章编号：1672—5549(2015)01—0062—05叶顶间隙对压号相号动性链影响昀数值酮究罗响午，余又红，李钰洁(海军工程大学动力工程学院，武汉430033)摘要：叶项间隙影响着轴流式压气机性能的提高，通过三维定常数值模拟计算研究了压气机动叶顸部间隙尺寸对其总体性能、间隙流场参数以及流场损失分布的影响。研究发现：间隙尺寸增大对压气机总体性能影响显著，间隙尺寸的增大改变了动叶叶栅通道上部的流场结构，并影响该区

2、域熵增分布，随着间隙增大该区域熵增变大，间隙较大时，该区域熵增速度加快，同时间隙尺寸的增大导致下一排静叶的进气条件恶化，使得压气机整级做功能力下降。所得结论可为压气机叶顶间隙高度控制提供理论参考。关键词：轴流压气机；数值模拟；间隙涡；熵增中图分类号：TH45文献标识码：Adoi：10．13707／j．cnki．31—1922／th．2015．01．015NumericalSimulationofEffectsofTipClearanceonAxialCompressorAerodynamicPerformanceLUOXiang一叫，yUYou—h

3、ong。LIYu-jie(CollegeofPowerEngineering，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：Theinfluenceofthebladetipclearancesizeofcompressorrotorontheaerodynamicperformanceandthe1OSSdistributionofthecompressorwereinvestigatedbynumericalsimulation．Resultsshowthattheaerodyn

4、amicperformancedecreasesmarkedlyduetOtheincreaseoftipsize．Theanalysesoftherotorflowfieldindicatethatabiginfluencewillappearastheincreaseofthetipclearancesize．Theenlargedtipclearancewillchangetheflowstructureintheupperpassageoftherotor，andinfluencetheentropygenerationinthisregi

5、onobviously．Withtheincreaseoftipclearancesize，itwillleadtOtheincreaseofentropygenerationandresultinthedeteriorationofinletflowconditionsinnextstator，thusreducingtheworkingabilityofthecompressor．Theobtainedresultscanprovidetheoreticreferenceforcompressortipclearancedesign．Keywo

6、rds：axialcompressor；numericalsimulation；tipclearancevortex；entropygeneration压气机转子内部间隙流动和主流相比，承受流压气机叶顶间隙进行的实验研究发现，叶顶问着更为强烈的逆向压力，主流与泄漏流以及二次隙涡的形成不仅仅是由叶顶间隙流和主流的掺混流之间的相互作用共同导致了压气机内部流动呈造成的，而且受到进口湍流度、环壁边界层厚度、现出复杂的三维非定常特性[1]。El前，国内外学转速、安装角、间隙高度、雷诺数、马赫数、叶片载者通过实验和数值模拟的方法开展了一系列针对荷和厚度等因素的

7、影响。Howard等E4]研究了多压气机转子间隙的研究。级环境下叶顶间隙变化对压气机整级性能的影Inoue等lI2以低速轴流压气机孤立转子为研响，结果显示上游叶顶间隙流的强弱直接影响着究对象，通过实验结合数值模拟的方法研究发现，下游静叶的压力损失分布和变化趋势。DentonE]叶顶问隙涡的形成区域对应机匣内壁面低压区，研究发现叶顶间隙内的复杂流动是导致压气机性间隙涡运行轨迹对应机匣内壁面静压斜槽，随着能下降的主导因素。吕志强_6]研究发现叶顶间隙叶顶间隙的增大，叶顶间隙涡强度增大，其形成位泄漏损失约占压气机总损失的三分之一，叶顶间置向下游移动。La

8、kshimirayana等_3]对某单级轴隙不仅改变了叶栅的内流场，而且改变了下一级收稿日期：20140424修订日期：2