● 摘要
在涡轴发动机的实际工作过程中,在压气机进口和燃气涡轮进口都不可避免地会出现温度分布不均的情况,而这种温度的不均匀分布会对发动机工作带来不可忽略的影响。尽管试验研究最为直接有效,但由于其周期长、成本高、风险难度大的缺陷,所以有必要采用数值仿真的研究手段。
本文基于一种已有的涡轴发动机数值仿真模型,运用“平行压气机模型”理论和“平行涡轮模型”理论,修改相应的压气机和燃气涡轮计算模块,建立了一种能够计算压气机和燃气涡轮进口温度不均匀分布对于涡轴发动机性能影响的精细化的数值仿真模型。在此基础上,计算研究了压气机进气畸变对压气机压比、效率、喘振边界线和涡轴发动机输出功率、单位耗油率等参数的影响,以及涡轮前温度分布不均对燃气涡轮膨胀比、效率和发动机输出功率、耗油率、喘振裕度的影响。
通过本文的计算研究,精细化的涡轴发动机模型模拟出的压气机和燃气涡轮进口温度分布不均匀对于发动机性能造成的影响,是符合理论分析和实际使用情况的。其中,压气机进气畸变使压气机压比和效率下降,压气机工作线上移、喘振边界下降,造成喘振裕度减小。涡轮前温度分布不均使涡轮效率下降,压气机压比下降,喘振裕度增加。两个位置温度的不均匀分布都会使发动机输出功率下降,单位耗油率上升,发动机整体性能变差。
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