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1、直升机用轴流风机变工况性能研究2010年第38卷第lO期流体机械7文章编号:1005—0329(2010)10—0007—05直升机用轴流风机变工况性能研究李明,高红霞,余建祖,周懿(北京航空航天大学,北京100191)摘要:针对某直升机滑油冷却用前置导叶型轴流风机,提出了一种变工况性能的理论计算方法,同时对损失计算模型进行了修正,在确定风机入口冲击损失系数时采用了理论分析结合数值计算和试验结果的方法.3种结果的比较显示风机的变工况性能理论计算方法的可靠性较高.结果表明,边界层厚度在小流量范围内较大,且都是从叶顶到叶根逐渐减小;直升机飞行高度增加会导
2、致边界层分离,射流一尾迹区域宽度扩大等影响风机效率的不良因素,必须对风机进行变工况性能的优化设计.本文为直升机滑油冷却系统的高空工作性能预测提供了一种可行的方法.关键词:轴流风机;变工况性能;冲击损失系数;额定工况;边界层厚度中图分类号:V231.1文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1005—0329.2010.10.002Off-designPerformanceStudyofAxialFlowFanforHelicopterLIMing,CA0Hong—xia,YUJian—zu,ZHOUYi(BeijingUniversity
3、ofAeronauticsandAstronautics,Beijing100191,China)Abstract:Atheoreticalcalculationmethodforoff-designperformanceisputforwardforanaxialflowfanwithprerotatorofoilcoolingsysteminhelicopters,includingcorrectionofthelosscalculatingmodeloftheaxialflowfan.Andshocklosscoefficientatfanin
4、letwascalculatedbythewayofcomparingtheresultsoftheoreticalcalculation,experimentandnumericalcalculation.Thetheoreticalresultsforoff-designperformanceshowgoodagreementwithexperimentresultsandnumericalresults.Theresultsshowthatboundarylayeristhickeratlowflowrateconditions,anddecr
5、easesgraduallyfrombladetiptohubarea;andoptimizationde—signforoff-designperformanceofthefanshouldbeabsolutelynecessarybecauseincrementofhelicopterflightaltitudecausingbadfactorssuchasboundarylayerseparation,wideningofjet—wakearea.Thispapersuppliesareliablemethodforestimatingthea
6、ltitudeperformanceoflubricatingsystemofhelicopter.Keywords:axialflowfan;off-designperformance;shocklosscoefficient;ratedcondition;boundarylayerthickness1前言直升机滑油冷却用轴流风机具有高转速,高压头,低流量的特点,在高原作业时,随着高度增加大气变得稀薄,风机流量变小,风机内部的叶片表面边界层,二次流,射流一尾迹和入口冲击损失等复杂流动现象,使得风机在变工况运行时表现出不同的气动性能特征,这直接决定了
7、直升机滑油冷却系统的高空性能和机动性能.Fernrndez等通过试验研究了不同工况对转子出口处湍流强度的影响,发现流量减小会引收稿日期:2009—12—25起尾迹不稳定等现象.J.Vad等在试验过程中测量了轴流转子出口径向速度对风机内部二次流动的影响,并采用CFD仿真软件对这一现象进行了分析,结果表明径向速度对二次流影响明显_2].钟芳源的研究小组也在弯掠叶片轴流风机的气动性能和变工况性能方面进行了大量研究工作.本研究小组已引入控制涡理论对直升机用离心,轴流风机的气动性能进行了设计,并结合结构寻优保证了额定工况点的性能,获得了较高的额定点运行效率.本
8、文针对直升机用轴流风机8FLUIDMACHINERYVo1.38,No.10,2010的工作特点研究合理的损
