為了減輕大涵道比渦扇發(fā)動機重量,針對增壓級低輪緣速度特征,本文提出應用一種新概念大彎度低損失擴壓葉型進行增壓級轉子氣動設計,實現(xiàn)轉子超高負荷,以有效增加級壓比。本文基于教研室成熟的設計軟件,轉靜子設計采用S1/S2流面二維設計方法,葉型設計采用優(yōu)化設計方法。并用流場數(shù)值模擬方法驗證這種設計的可行性。本文主要分為兩大部分。第一部分為一級增壓級的氣動設計,用其代替原始商發(fā)三級增壓級。以原有商發(fā)大涵道比渦扇發(fā)動機三級增壓級的氣動性能作為新的一級增壓級的設計指標。由于輪緣速度低,原三級軸流壓氣機總壓比只有1.298;并且由于級壓比低、靜子損失占比大,總效率較低,為0.807。本文采用一替代三級,考慮匹配靜子的損失,轉子設計點總壓比設定為1.33。S2流面流場計算發(fā)現(xiàn),隨壓比增加（載荷系數(shù)增加）,轉子擴散因子先增加后減小。壓比增加至1.33時,轉子擴散因子在葉根處為0.35、葉尖處小于0.6;因此具有氣動設計可行性。之后通過S1流面葉型優(yōu)化設計和葉型徑向積疊得到超高負荷轉子葉片。NUMECA計算表明轉子的設計點總壓比為1.330,等熵效率為0.9702,喘振裕度為16.5%。并得出該超高負荷轉子... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：193 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

航空渦輪發(fā)動機總效率隨推進效率和循環(huán)效率的變化趨勢

圖 1. 2 大涵道比渦扇發(fā)動機子午面流道圖處于風扇與高壓壓氣機之間(如圖 1.3 所示)，會直接影響高高低壓部件間的匹配，因此能否夠研制出一臺全工況性能級部件，是影響民用發(fā)動機研制的瓶頸技術之一。動機往往在風扇后分流，這使風扇和高壓的流量匹配容易控。其安裝可變彎度導流葉片的目的主要在于提高中低轉速道比發(fā)動機，增壓級與高壓壓氣機同涵道，流量匹配和低壓級后設置向外涵的“放氣窗”或“分流島”勢在必為。最后級轉子葉片會因其后轉接機匣支板的干擾而發(fā)生諧振后面級由于通常處于向下傾斜的流路中以與高壓轉接，也

圖 1. 2 大涵道比渦扇發(fā)動機子午面流道圖處于風扇與高壓壓氣機之間(如圖 1.3 所示)，會直接影響高高低壓部件間的匹配，因此能否夠研制出一臺全工況性能級部件，是影響民用發(fā)動機研制的瓶頸技術之一。動機往往在風扇后分流，這使風扇和高壓的流量匹配容易控。其安裝可變彎度導流葉片的目的主要在于提高中低轉速道比發(fā)動機，增壓級與高壓壓氣機同涵道，流量匹配和低壓級后設置向外涵的“放氣窗”或“分流島”勢在必為。最后級轉子葉片會因其后轉接機匣支板的干擾而發(fā)生諧振后面級由于通常處于向下傾斜的流路中以與高壓轉接，也

【參考文獻】：
期刊論文
[1]周向平均方法在某風扇/增壓級分析中的應用[J]. 萬科,朱芳,金東海,桂幸民.  航空學報. 2014(01)
[2]低反動度高負荷超聲速軸流壓氣機氣動設計方法[J]. 王松濤,胡應交,王仲奇.  航空動力學報. 2013(06)
[3]壓氣機/風扇二維葉型自動優(yōu)化設計[J]. 周正貴,邱名,徐夏,苗雨露.  航空學報. 2011(11)
[4]五級軸流壓氣機氣動設計數(shù)值研究[J]. 陳江,劉太秋,李孝堂,杜剛.  工程熱物理學報. 2010(06)
[5]民用飛機發(fā)動機增壓級設計與試驗研究[J]. 余華蔚,程榮輝,夏聯(lián).  燃氣渦輪試驗與研究. 2010(01)
[6]風扇/增壓級內(nèi)外涵聯(lián)算的特性數(shù)值模擬[J]. 李曉娟,金海良,桂幸民.  航空動力學報. 2009(12)
[7]三級增壓級試驗件性能試驗研究[J]. 向宏輝,夏聯(lián),顧楊,任銘林.  燃氣輪機技術. 2009(02)
[8]葉輪機械氣動噪聲的研究進展[J]. 毛義軍,祁大同.  力學進展. 2009(02)
[9]提高跨聲速風扇轉子氣動負荷系數(shù)途徑[J]. 宋西鎮(zhèn),周盛,李秋實.  航空學報. 2009(01)
[10]某小型渦扇發(fā)動機增壓級設計與試驗驗證[J]. 丁建國,鄒學奇,吳志青,楊晶晶,胡駿.  航空動力學報. 2008(08)

碩士論文
[1]發(fā)動機風扇與外涵道噪聲傳播計算及優(yōu)化[D]. 許堯.上海交通大學 2013
[2]民用大涵道比風扇葉片氣動設計研究[D]. 周旭.南京航空航天大學 2012



本文編號：2915357