安装角变化对多级轴流压缩机性能影响的分析

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1、安装角变化对多级轴流压缩机性能影响的分析李晓丽楚武利/西北工业大学动力与能源学院摘要：针对多级轴流压缩机在加工制造过程中叶片角度会与设计值产生偏差，从而导致叶片安装角的变化，而叶片安装角变化后对整台压缩机的压比和效率有何影响的问题，进行了详细的分析。考虑到压缩机的级数多，采用流线曲率方法对叶片安装角变化前后压缩机的性能进行了详细的分析。结果表明，由于加工误差引起叶片安装角变化后，多级压缩机的压比及效率会发生明显的变化。关键词：轴流式压缩机；叶片；安装角；性能中图分类号：TH453文献标识码：B文章编号：

2、1006-8155（2008）05-0027-03AnalysisontheInfluenceofVariableInstallationAngleonPerformanceofMulti-stageAxial-flowCompressorAbstract:Thispaperdescribesthedeviationoccurredintheprocessofmanufacturingandprocessingmulti-stageaxial-flowcompressorbetweenblade’san

3、gleanddesignvalueandthiskindofdeviationwillcausethevariationofblade’sinstallationangle.Accordingtotheinfluenceofthevariationofblade’sinstallationangleonpressureratioandefficiencyintheoverallcompressor,thispapermadeadetailanalysis.Consideringthelargenumbe

4、rofcompressor’sstage,thestreamlinecurvaturemethodisappliedtoanalyzetheperformancesbeforeandafterthevariationofblade’sinstallationangle.Theresultshowsthatthepressureratioandefficiencyinmulti-stagecompressorwillchangenotablyafterthevariationofblade’sinstal

5、lationangleduotomanufacturingmistake.Keywords:axial-flowcompressor;blade;installationangle;performance0引言压缩机是对发动机的性能、稳定性、可靠性和成本有极大影响的重要部件，随着发动机技术的发展，要求不断提高压缩机的级压比、效率和扩大稳定工作范围[1-3]。由于多级压缩机的复杂性，在生产过程中会产生一些系统偏差，当压缩机叶片角度加工出现误差时会对压缩机性能产生影响，从而影响系统的工作。本文针对1台6级压

6、缩机安装角变化对性能的影响进行分析。1叶片安装角加工误差的描述级数截面12310.206－0.5340.00120.1250.3940.99130.2820.4390.48140.018－0.0390.10850.615－0.0680.01260.3200.7410.464表1给出了6级压缩机动叶沿径向1、2、3三个截面叶型安装角加工尺寸误差的数据，1、2、3截面分别代表叶尖、叶中和叶根截面。表1部分动叶安装角误差数据[与原始安装角比较/（°）]_____________________________

7、___收稿日期：2008-01-29西安市7100724从表1的数据看出，动叶安装角大部分数据是正值。由于加工误差导致压缩机各级叶片整体安装角偏大。2结果及分析图1是该型压缩机子午流面的网格划分示意图。图1多级压缩机子午流面网格划分示意图该压缩机设计点转速：8800r/min；进口质量流量55.3kg/s；进口总温：287K；进口总压：101325Pa。采用流线曲率法计算得到的压缩机安装角变化前后特性图见图2。（a）压比流量曲线4(b)效率流量曲线图2压缩机特性预估图从图2中曲线看出，曲线的偏移趋势向右

8、上方偏移。在该设计流量、转速下，加工误差带来的压比、效率改变量分别为6.459%和0.2189%。然而，叶片安装角的加工误差带来的不仅仅是设计工况下压缩机性能的变化，纵观整个压缩机性能图2，可以看到喘振流量由原始的50.75kg/s变为了50.96kg/s；同时，在压缩机可正常工作时相同的质量流量下，几何变后的压缩机有更高的压比与效率。而如果还要保证设计工况下一定的喘振裕度，则加工误差产生后压缩机一定要相应的提高其设计点工作的流量。为了更加