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变轴向间隙压气机的时序效应

叶海涛  
【摘要】: 现代叶轮机械的发展,在气动性能和可靠性方面提出了更高的要求,其中深入的理解和研究流动的非定常效应有着非常重要的意义。在各种非定常流动的研究中,改变叶轮机械内同名叶栅的周向相对位置是近年发展起来的控制叶列间干扰的方法。大量的实验与数值模拟都证明,时序效应可以有效的减小叶列间干扰的负效应和改善机组效率,但是仍然缺乏比较系统的机理分析。本文利用动态实验方法,系统的研究了时序效应在低速重复级压气机上的应用。 本文对不同轴向间隙静叶时序效应实验的结果进行了分析。首先,时序效应对压气机的气动性能有一定的影响,分析结果显示,在不同轴向间隙设计工况下,时序效应所带来的压气机的效率都有0.7%左右的提高。轴向间隙的改变将同样会影响机组的气动性能。本文在原型基础上构造了两种轴向间隙变化的方案,为了研究轴向间隙的改变给各列叶栅气动性能带来显著变化的原因,本文提出了一个分析的框架。分析的结果显示,轴向间隙最小的方案在叶栅中都表现出较低的流动损失,带来了压气机气动性能的明显变化。本文最后还依据实验结果提出了轴向间隙和时序效应的最优匹配,二者的优势结合是进一步提高压气机性能的一个极具潜力的技术途径。


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