孔式抽吸对带间隙高负荷压气机性能的影响

作     者：孙士珺 陈绍文 王春雪 王松涛 SUN Shi-jun;CHEN Shao-wen;WANG Chun-Xue;WANG Song-tao

作者机构：哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 北京动力机械研究所北京100074 

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

年 卷 期：2014年第35卷第9期

页      面：1202-1208页

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] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(51206035) 国家自然科学基金创新研究群体项目(51121004) 

主　　题：高负荷压气机 孔式附面层吸除 间隙 端壁 流动特性 气动性能 

摘      要：实验研究了端壁孔式附面层抽吸对带间隙的高负荷直列叶栅流动特性和气动性能的影响,通过三种附面层抽吸方案与原型方案的对比分析,探讨了附面层抽吸抑制间隙流动、减小损失的机理。对叶片表面和下端壁进行了墨迹流动显示,并利用五孔探针对叶栅出口气动参数进行了测量,对比分析了叶栅流道内的流场特征和损失分布。结果表明,在间隙内布置抽吸孔能有效降低间隙流动动能,削弱间隙流与主流之间的相互掺混作用,减小因间隙流动引起的端壁区域流动分离,从而达到对三维流动分离的抑制,有效降低损失,且最大降幅达16.7%;间隙流动引起的流动分离和损失在流道中占主导地位,尽管在端壁沿周向合理布置抽吸孔能在一定程度上抑制近端壁的附面层或二次流发展,但这种局部效应仍不能显著改善叶栅的整体性能;端壁上不合理的抽吸控制策略反而可能影响主流的正常流动,导致损失增加,其中方案4损失增加了约3%。