转子叶尖间隙形状对跨声速轴流压气机性能影响机理分析

作     者：张成烽 张国臣 徐志晖 孙丹 刘鹏程 ZHANG Cheng-feng;ZHANG Guo-chen;XU Zhi-hui;S UN Dan;LIU Peng-cheng

作者机构：沈阳航空航天大学航空发动机学院沈阳110136 

出 版 物：《航空发动机》 (Aeroengine)

年 卷 期：2023年第49卷第3期

页      面：66-74页

学科分类：08[工学] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主　　题：叶尖间隙 叶尖泄漏流 转子 失速裕度 间隙形状 总压比 总压损失系数 跨声速轴流压气机 

摘      要：为研究转子不同叶尖间隙形状对跨声速轴流压气机性能的影响机理,分别对平行式叶尖间隙进行渐变式和阶梯式改型优化,并利用商业软件NUMECA进行数值模拟。结果表明:对平行式叶尖间隙进行渐变式和阶梯式改型优化后,压气机性能有较大提高,改型后0.204-0.408的各类间隙压气机性能优于0.408-0.204间隙的。相比较平行间隙PTC 0.204-0.204,渐变式TTC0.204-0.408和阶梯式STC 0.204-0.408的失速裕度分别提高1.12%和1.61%,峰值效率基本不变,同时近失速工况下的总压比和效率也略有提高。叶尖泄漏涡得到抑制,间隙处的流体低速区明显减小,流动损失减小,流场得到较大改善。转子通道的总压比在85%叶高处明显提高,分别提高了1.01%和3.13%。阶梯式叶尖间隙压气机的静子通道40%叶高处总压损失系数减小达75.4%。对平行式叶尖间隙进行改型处理能够有效提高压气机性能,且阶梯式叶尖间隙比渐变式的对压气机性能提高的效果更加显著。