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题目:叶片烧蚀对涡轮性能影响的研究

关键词:边界层;涡轮性能;粗糙度;烧蚀

  摘要


      为了实现航空发动机的高推重比,需要不断提高涡轮前温度,而过高的温度会导致涡轮叶片烧蚀。叶片的烧蚀不仅会带来严重的事故隐患,对涡轮气动性能也会造成很大的影响,研究叶片烧蚀对涡轮性能的影响规律,可以指导发动机的设计和使用,有效预防叶片烧蚀引起的发动机故障。本文围绕涡轮叶片的烧蚀开展研究,以探讨工况对涡轮叶片烧蚀特性的影响规律,以及叶片的烧蚀对涡轮气动性能的影响规律。

      涡轮叶片的小尺度烧蚀,主要表现为表面粗糙度的变化,几何形状不发生改变。本文通过对不同工况下、不同的粗糙度分布进行数值模拟,得到粗糙度的变化对于涡轮叶栅边界层发展等内部流动的影响,以及对涡轮叶栅气动性能的影响规律。

       涡轮叶片的大尺度烧蚀,主要表现为前缘和尾缘几何形状发生改变。本文利用不同机理的烧蚀模型分别对叶片的前、尾缘烧蚀进行了数值模拟,得到了工况对于前、尾缘烧蚀特性的影响规律;通过计算得到烧蚀后的新叶型,将新叶型与原始叶型进行对比研究,进而获得不同工况下前、尾缘烧蚀对于涡轮内部流动的影响规律,以及涡轮气动性能的影响规律。