转子尖部角区分离对高负荷压气机性能影响的实验与数值研究

作     者：于贤君 侯景韬 安广丰 刘宝杰 

作者机构：北京航空航天大学航空发动机研究院 北京航空航天大学航空发动机气动热力国防重点实验室 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2024年

核心收录：

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

基　　金：国家自然科学基金(52276025) 

主　　题：高负荷压气机 角区分离 转子 实验研究 数值模拟 

摘      要：为了探究转子尖部角区分离对高负荷压气机性能及内部流场的影响，以设计负荷系数为0.46的单级高负荷压气机为研究对象，通过实验与数值计算研究了转子叶尖间隙为0.6%与1.3%叶高的两种情况下高负荷压气机级特性与内部流场细节，分析了转子尖部角区分离对于高负荷压气机性能的影响规律及其流动机制。结果表明，转子叶尖间隙为0.6%叶高时，小流量工况下转子尖部吸力面出现了明显的角区分离；而转子叶尖间隙为1.3%叶高时，小流量工况下转子尖部流动由泄漏流主导。随着小间隙下转子尖部角区分离的增强，转子尖部堵塞与损失剧烈增长；同时，由于转子吸力面径向迁移的增强，小流量工况下转子近轮毂区域损失降低、负荷升高。相应地，压气机级总压升随流量减小表现出“先平缓，再升高，最后快速下降的特点，级效率随着小流量工况总压升的进一步升高快速下降。