【摘 要】
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轴流压气机作为流动系统中大流量工况下的增压部件,被广泛应用于工业领域中,其安全稳定运行关系着整个流动系统的性能表现,故小流量工况下的防喘和扩稳技术研究一直是行业关注的热点。本文采用实验测试和数值模拟方法,对某两级工业轴流压气机进行气动性能和扩稳研究,可以细致了解该压气机匹配性能及环形机匣处理技术的有效性,具体研究内容和成果如下:1.采用数值模拟方法,分别建立压气机的单通道和四通道模型,对比实验测试
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轴流压气机作为流动系统中大流量工况下的增压部件,被广泛应用于工业领域中,其安全稳定运行关系着整个流动系统的性能表现,故小流量工况下的防喘和扩稳技术研究一直是行业关注的热点。本文采用实验测试和数值模拟方法,对某两级工业轴流压气机进行气动性能和扩稳研究,可以细致了解该压气机匹配性能及环形机匣处理技术的有效性,具体研究内容和成果如下:1.采用数值模拟方法,分别建立压气机的单通道和四通道模型,对比实验测试性能验证数值模拟结果可靠,同时发现四通道模型结果可有效捕捉周向非均匀现象,有助于研究流道内部流动参数变化特征。2.采用非定常四通道模型,观察到小流量工况下流动参数在叶顶间隙附近的变化特征,并解释了压气机失速的成因,验证了动叶叶顶吸力面的流动分离为该压气机失速的主要原因。3.分别采用实验测试和数值模拟方法,研究了不同转速下动静叶匹配特性,找到该压气机最佳匹配角度结构为SR＿65＿65结构,并解释了级间匹配的气动性能规律。4.针对某级间匹配结构,设计了不同周向槽机匣处理模型,其中全覆盖式模型的扩稳效果及性能提升最明显,能够提升13.5%工作裕度、20.2%的静压升和2.9%的效率。进一步通过分析流场流动参数,解释了周向槽机匣处理结构的扩稳机理。本文的研究有助于理解多级轴流压气机内部流动结构,为多级高性能压气机气动设计提供依据。
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