【摘要】：彎葉片作為一種提高壓氣機(jī)氣動(dòng)性能的手段,在設(shè)計(jì)中得到了廣泛地應(yīng)用。此外,在壓氣機(jī)的初步設(shè)計(jì)中,稠度也是一個(gè)至關(guān)重要的參數(shù)。因此,本文通過改變?nèi)~型折轉(zhuǎn)角、子午收縮比構(gòu)造了三種擴(kuò)壓環(huán)境的葉柵(40°折轉(zhuǎn)角0.8收縮比、40°折轉(zhuǎn)角0.9收縮比和50°折轉(zhuǎn)角0.8收縮比),將稠度考慮在內(nèi),研究彎葉片在高亞音擴(kuò)壓葉柵中的適用條件,探討不同擴(kuò)壓環(huán)境的葉柵中稠度和彎葉片之間的匹配,尋找稠度和彎曲葉片的最佳匹配規(guī)則,以上的研究都是基于最小損失沖角工況。首先,對(duì)三種擴(kuò)壓葉柵進(jìn)行變沖角特性(包括總壓損失、擴(kuò)壓因子和落后角)的研究。由于本文后續(xù)的研究是在最小損失沖角工況,所以對(duì)40°折轉(zhuǎn)角的兩種葉柵僅分析了參考工況附近的沖角范圍,不涉及正、負(fù)失速?zèng)_角;而幾何折轉(zhuǎn)角為50°時(shí),葉柵的負(fù)荷很高,導(dǎo)致分離尺度大,穩(wěn)定工作范圍相對(duì)較小,因此,為了更好地研究彎葉片在變工況時(shí)的作用,故研究范圍延伸到正、負(fù)失速?zèng)_角。其次,分析了稠度和彎葉片在不同葉柵中對(duì)擴(kuò)壓能力的影響。結(jié)果表明:從靜壓升系數(shù)和氣流折轉(zhuǎn)角來看,40°折轉(zhuǎn)角0.8收縮比的葉柵中,稠度的影響高于彎角;收縮比為0.9時(shí),彎角的作用大于稠度;而50°折轉(zhuǎn)角葉柵中,稠度和彎角的比重相當(dāng)。從擴(kuò)壓因子進(jìn)行分析,三種葉柵中稠度對(duì)擴(kuò)壓因子的影響都很微弱,當(dāng)葉柵處于一個(gè)大的擴(kuò)壓環(huán)境時(shí)(θ=50°),擴(kuò)壓因子隨著彎角的增加明顯增大。最后,探討了稠度和彎葉片在不同葉柵中對(duì)流動(dòng)損失的影響,并分析了彎葉片的收益。結(jié)果表明:當(dāng)Dimin≥0.5時(shí),彎葉片具有好的收益,這說明在高亞音擴(kuò)壓葉柵中彎葉片若想發(fā)揮作用,對(duì)葉柵的擴(kuò)壓因子是有要求的。在50°折轉(zhuǎn)角葉柵中,Dimin ≥0.54,擴(kuò)壓能力高,彎葉片收益高達(dá)15%以上。因此,對(duì)本文所研究的高亞音擴(kuò)壓葉柵,彎葉片的適用條件為較大的幾何折轉(zhuǎn)角,此時(shí)稠度和彎角的合理匹配為:正彎20°與稠度1.4,此時(shí)ωimin達(dá)到最小;正彎30°與稠度2.2,此時(shí)葉柵具有很高的靜壓升系數(shù)。
【圖文】：

圖 1-1 C148 靜葉壁面流動(dòng)顯示[4]圖 1-2 經(jīng)過再設(shè)計(jì)的高負(fù)荷風(fēng)扇級(jí)[5]W.John Calvert 和 Paul R.Emmerson 等人[5]對(duì)一種先進(jìn)的兩級(jí)軍用風(fēng)扇的級(jí)間匹配問題進(jìn)行了一系列研究，包含可變進(jìn)口導(dǎo)葉對(duì)其產(chǎn)生的影響。在此基礎(chǔ)上明確了第一級(jí)葉片所需的工況條件，然后利用準(zhǔn)三維計(jì)算方法設(shè)計(jì)了滿足氣動(dòng)條件范圍的葉片型線，達(dá)到了預(yù)期的流量、壓比和效率。采用激光風(fēng)速儀和高靈敏度壓力

圖 1-1 C148 靜葉壁面流動(dòng)顯示[4]圖 1-2 經(jīng)過再設(shè)計(jì)的高負(fù)荷風(fēng)扇級(jí)[5]W.John Calvert 和 Paul R.Emmerson 等人[5]對(duì)一種先進(jìn)的兩級(jí)軍用風(fēng)扇的級(jí)間匹配問題進(jìn)行了一系列研究，包含可變進(jìn)口導(dǎo)葉對(duì)其產(chǎn)生的影響。在此基礎(chǔ)上明確了第一級(jí)葉片所需的工況條件，然后利用準(zhǔn)三維計(jì)算方法設(shè)計(jì)了滿足氣動(dòng)條件范圍的葉片型線，，達(dá)到了預(yù)期的流量、壓比和效率。采用激光風(fēng)速儀和高靈敏度壓力
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V232.4

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本文編號(hào)：2630192