高压涡轮工作叶片叶型设计研究.pdf

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1、第40卷第4期航空发动机v01．40No．42014年8月AeroengineAug．2014高压涡轮工作叶片叶型设计研究C．B．雷兹尼克1，V．I．亚什尼科夫1，S．A．霍梅列夫-，E．L．比卡-，S．V．叶尔少夫2(1．伊夫琴科前进设计局，乌克兰扎波罗热；2．机械工程研究院，乌克兰哈尔科夫)程燕，陈云，译(中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳110015)摘要：针对高压涡轮工作叶片叶栅型面特征，采用可压燃气黏性流2维计算方法对高压涡轮工作叶片叶型进行了气动研究，并通过试验验证了优化设计，得到了叶栅气动设计参数。经与初始叶型对比，优化叶型在

2、各状态下损失特性变化更为平缓，在超临界状态下效率更高，在A托；1．20状态下的损失减少了2．8％。该方法缩短了设计时间，并且节省了平面叶栅吹风试验的成本。关键词：叶片叶型；叶栅；高压涡轮；计算方法；气动参数；航空发动机中图分类号：V232．4文献标识码：Adoi：10．13477／j．cnki．aeroengine．2014．04．005DesignofHighPressureTurbineBladeProfileRezngcCB1，YashnikovV11，KhomSA1，PikaEL1，EmhovSv2(1．ZaporozhyeMash

3、ine—BuildingDesignBureauProgressStateEnterprisenamedafterAcademincianO．H．Ivchenko，Zaporozhye，Ukraine；2．IPMach．ANofUkraine，Kharkov，Ukraine)CHENGYan，CHENYun，translated(AVICShenyangEngineDesignandResearchImtitute，Shenyang110015，China)Abstract：Aimingatthebladecascadeprofilecha

4、racteristicsofthehishpressureturbine，thedynamicanalysisofthebladeprofileforthehighpressureturbineWasperformedbythe2Dcalculationwithagasviscousflow．Thedynamicdesignparametersofcascadewereobtainedbytheoptimizationdesignoftheexperimentalvalidation．Comparedwiththeinitialbladep

5、rofiles，thelosscharacteristicschangelessondifferentoperations，theemcieneyishigheronthesupercriticalcondition，andthelossreduces2．8％onA‰=1．20condition．Thismethodhasexpeditedthedesignprogressandsavethecostofairplanecascadetest．Keywords：bladepmfile；cascade；highpressureturbine；

6、calculationmethod；dynamicparameters；aeroengine0引言现代航空发动机制造业的主要趋势是在设计中提高部件气动负荷，进而降低加工、维护成本和提高结构质量，可以在不同程度上减少压气机和涡轮叶片的数量。高压涡轮可采用跨声速和超声速的导向叶片和工作叶片。通常，由于气动参数梯度较大，存在压缩和膨胀激波之间的相互作用，以及附面层和尾迹流动，这种叶栅内的流体具有非常复杂的流动特性。直接通过试验研究上述特性成本较高，而且很多研究无法通过试验的方式开展，需要采用一些现代化的数学方法进行研究。本文运用可靠的数值计算方法

7、进行了叶栅型面特性研究，计算精度可以满足叶栅气动参数的确定。1计算方法为了实现对工作介质物理特性的准确模拟，目前使用的半经验湍流模型基于雷诺平均Navier—Stokes算法【·在工程上满足模拟了工作介质流动的所有现象(激波、湍流、分离流动等)和由其引起的气流参数的局部和积分的变化。收稿日期：2014—06—28作者简介：c．B．雷兹尼克，男，主要从事涡轮性能与试验研究工作；E—mail：s．b．reznik@gmail．com。昏甩辐式：C．B．雷兹尼克．V．I．亚什尼科夫．S．A．霍梅列夫．等．高压涡轮I作叶片叶型设计研究口1．航空发动

8、机．2014，40(4)：25-29．ReznikCB，YashnikovVI，KhomSA，efa1．脑细orhighpressureturbinebladeprotile[J