轴流压气机动叶端区的控制体分析方法及其在周向槽机匣处理中的应用

工程热物理学报 , 2014, 35(3): 445-450.

轴流压气机动叶端区的控制体分析方法及其在周向槽机匣处理中的应用

南希 ^1, , 王偲臣 ^2, , 马宁 ^3, , 刘乐 ^4, , 林峰 ^5,

1.中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所),北京100190;中国科学院大学,北京100190

2.中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所),北京100190;中国科学院大学,北京100190

3.中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所),北京100190;中国科学院大学,北京100190

4.中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所),北京100190;中国科学院大学,北京100190

5.中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所),北京100190

基金项目: 国家自然科学基金(51176188, 51106153)

关键词：动叶端区 , 控制体分析 , 周向槽 , 轴向动量

The Control Volume Analysis of the Rotor Tip Region and its Application in Circumferential Grooves Casing Treatment for Axial Compressors

NAN Xi ^1, , WANG Si-Chen ^2, , MA Ning ^3, , LIU Le ^4, , LIN Feng ^5,

1.中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所),北京100190;中国科学院大学,北京100190

2.中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所),北京100190;中国科学院大学,北京100190

3.中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所),北京100190;中国科学院大学,北京100190

4.中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所),北京100190;中国科学院大学,北京100190

5.中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所),北京100190

Keywords： rotor tip region , control volume analysis , circumferential grooves , axial momentum

本文从实际应用角度出发,提出了一种基于三维数值模拟,作用于动叶端区的控制体分析方法,可用于初步筛选不同轴流压气机周向槽机匣方案.在对失速机理是主流/泄漏流交界面在前缘溢出的认识基础上,确定了以动叶端区轴向动量作为衡量不同周向槽方案对压气机稳定性影响的特征量.在转子动叶端区设置一系列离散控制体,依照叶顶流动的影响区域来确定控制体的覆盖范围.通过观察有槽和无槽结构控制体上累加的辅向动量的变化,以跨音转子的多槽为例,分析比较了不同周向槽方案的扩稳能力.另一例子是对低速压气机利用该方法筛选出具有最佳扩稳能力的双槽,并以实验研究验证了这一分析方法的可靠性和潜力.

参考文献

[1]	Juan Du;Feng Lin;Hongwu Zhang;Jingyi Chen .Numerical Investigation on the Self-Induced Unsteadiness in Tip Leakage Flow for a Transonic Fan Rotor[J].Journal of turbomachinery,2010(2):021017-1-021017-9.
[2]	刘乐,南希,李继超,张宏伟,林峰,聂超群.基于周向单槽的低速轴流压气机扩稳方式研究[J].工程热物理学报,2012(12):2063-2066.

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