● 摘要
高推重比是现代军用航空发动机的发展趋势。为此,风扇/压气机的气动负荷要求不断提升。级压比的增加使得轴流压气机内的流动更容易分离恶化,尤其在端壁区域显得愈加的突出。众所周知,处理机匣通过改善压气机内叶尖区域的流动来扩宽压气机稳定工作范围有着显著的作用。然而,绝大多数的处理机匣却都是以损失效率为代价的。论文从压气机内部流动非轴对称性的本质出发,考虑到压气机旋转失速非轴对称发展过程及压气机主流与处理槽流动之间的相互作用出发,提出了处理机匣周向非轴对称布局的设计方法,来提高压气机的工作性能。本文按照周向非轴对称布局的方法设计了圆弧斜槽/实壁周向非轴对称组合分布处理机匣,并在跨音单级压气机上进行了实验验证,结果显示这种周向非轴对称布局的处理机匣可以提高失速裕度的基础上进一步提高压气机的绝热效率达1%。在此实验研究的基础上,希望获得多种形式的组合机匣故而又设计了圆弧斜槽/反旋涡槽周向非轴对称组合分布处理机匣,并在低速单级压气机上进行了初步研究,结果显示两种槽周向组合的处理机匣仅能提高压气机失速裕度,而效率不但没有改善而且有所下降,需要进一步通过对转子叶尖区域进行动态测量或全周非定常数值模拟来获得流场细节,进而分析清楚其中的原因。
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