葉尖幾何形狀對(duì)壓氣機(jī)葉柵間隙流場(chǎng)影響的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、葉頂間隙泄漏流動(dòng)在產(chǎn)生泄漏損失的同時(shí)，泄漏渦導(dǎo)致的非定常擾動(dòng)與壓氣機(jī)失穩(wěn)之間存在著密切的聯(lián)系。深入研究壓氣機(jī)內(nèi)部二次流流動(dòng)機(jī)理并加以控制對(duì)提高壓氣機(jī)氣動(dòng)性能有重要意義。
　　本文以壓氣機(jī)矩形葉柵作為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象，著重研究了不同葉尖幾何形狀控制間隙泄漏流動(dòng)的機(jī)理。首先對(duì)帶不同幾何參數(shù)、不同安裝方式葉尖小翼的壓氣機(jī)葉柵進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量，通過與原型葉柵流場(chǎng)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，壓氣機(jī)間隙流場(chǎng)對(duì)葉尖幾何形狀的變化極為敏感，葉尖小翼的加裝改變了葉尖區(qū)

2、流場(chǎng)的結(jié)構(gòu)，影響葉尖區(qū)旋渦之間的相互作用，從而改善了擴(kuò)壓葉柵的氣動(dòng)性能。壓力面小翼方案減弱了泄漏流的切向動(dòng)量，泄漏渦渦核向葉片吸力面/端壁角區(qū)側(cè)遷移，更多的低能流體聚集在葉片吸力面角區(qū)，造成高損區(qū)范圍有所擴(kuò)大，近端壁區(qū)欠偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象加劇。吸力面小翼方案中泄漏渦渦核向遠(yuǎn)離葉片吸力面?zhèn)纫苿?dòng)，且不同形狀的吸力面小翼對(duì)泄漏流動(dòng)均有一定的控制作用，在大間隙高度下吸力面小翼形狀的不同對(duì)葉柵損失的影響較為明顯。不同形狀的吸力面小翼在小間隙高度時(shí)可以改善氣

3、流過偏轉(zhuǎn)/欠偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，隨著葉頂間隙高度的增加，端壁氣流的欠偏轉(zhuǎn)程度逐漸加劇。
　　其次，在葉尖小翼的基礎(chǔ)上，在葉尖加設(shè)凹槽葉頂結(jié)構(gòu)，研究了不同形狀葉尖小翼結(jié)合凹槽控制間隙泄漏流動(dòng)的作用機(jī)理，通過對(duì)不同間隙尺寸流場(chǎng)的研究，結(jié)果表明凹槽葉頂?shù)脑黾?，使葉柵間隙流場(chǎng)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，葉尖泄漏流在凹槽中形成的旋渦結(jié)構(gòu)對(duì)葉柵流場(chǎng)有一定的影響作用。壓力面小翼與凹槽結(jié)合葉柵中由于凹槽的作用使泄漏渦渦核周向位置變化不明顯。同時(shí)不同方案葉柵中泄漏渦強(qiáng)度增