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《2000 耦合对风扇_压气机畸变传递特性的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第15卷 第2期航空动力学报Vol115No122000年4月JournalofAerospacePowerApr.2000文章编号:100028055(2000)0220212203耦合对风扇、压气机畸变传递特性的影响王占学 唐狄毅 王建峰(西北工业大学703教研室,陕西西安 710072)摘要:本文从下游部件对具有畸变流动的压气机性能的影响机理出发,着重分析了由于高压压气机的存在对具有进口压力畸变的风扇出口畸变强度的影响。采用一种新的快速收敛方法,结合某型号发动机对耦合的影响进行了定量计算。结果表明,由于高压压气机的存在,风扇出口的畸变传递特性明显不同于忽略高压压气机
2、的畸变传递特性,紧密的藕合容易引起下游高压压气机喘振。关 键 词:耦合;压气机特性;传递中图分类号:V231文献标识码:A耦合的,则静压平衡条件应移到扩压器出口。又因1 引 言为在扩压器中低总压流静压升低,为达到扩压器出口的静压平衡,对于风扇下游是直管道的而言, 对涡扇发动机,传统的稳定性评估方法,先在在风扇出口,低总压流应有一个高的压升,而高总风扇出口静压不变的条件下计算或用实验求出风扇的畸变敏感度和畸变传递特性,然后,根据风扇压流应有一个低的压升。若下游是一个收敛形喷畸变传递特性,计算高压压气机进口的总压畸变管,则情况正相反。因此部件之间的耦合,使下游和总温畸变,并
3、计算由此引起的高压压气机稳定部件的存在对于上游部件是有显著影响的。在以裕度的损失,在计算中忽略了转子之间的耦合影前计算畸变对风扇或压气机性能的影响时,认为响因素。实践表明,这种忽略转子之间耦合影响的在风扇或压气机出口保持静压平衡的条件是不正稳定性评估方法在发动机畸变容限的估计及辨认确的。临界部件时都存在误差,因为航空燃气轮发动机下面分析风扇、高压压气机耦合的情况。的核心部分是紧密耦合的,下游部件的存在,必然风扇、高压压气机耦合和上面分析的模型是对上游部件出口参数产生影响。因此,不能假定低一致的。假设是风扇后面接高压压气机,进口总压[1]压出口静压为常数。以前,对耦合影响的
4、分析和畸变形状是一方波。如果风扇、高压压气机相距较计算仅限于转子下游接直管道、扩压器和喷管等远(几个半径),尽管高压压气机在其进口会产生[2～4]简单形式。而本文对风扇、高压压气机耦合影一位流场,由于高压压气机和风扇相距较远,此位响的机理进行了详细分析,并在此基础上,建立了流场不会影响到风扇出口静压,所以,风扇出口静数学模型,进行了算例计算。压可认为是均匀的。若两转子距离进一步减小,达到实际的双转子工作的距离,则高压压气机进口2 影响机理的位流场将会对风扇出口参数产生影响。静压平 在讨论风扇、高压压气机耦合之前,先讨论一衡条件应移到高压压气机出口。在风扇出口,由于下风扇
5、下游部件对具有畸变流动的压气机性能的畸变区静压低于非畸变区静压,因此在风扇特性影响。若风扇下游是一个直管道,利用平行压气机图上畸变区工作点远离喘振边界,畸变衰减程度模型计算,可以得到高、低压区的工作点。如果风降低。经过高压压气机才达到静压平衡,结果在高扇下游接一个扩压器,由于扩压器和风扇是紧密压压气机特性图上畸变区有较高的压升,畸变区收稿日期:1999-06-07;修订日期:1999-09-20作者简介:王占学(1969-),男,西北工业大学703教研室,博士后第 2 期王占学等:耦合对风扇、压气机畸变传递特性的影响213工作点向喘振边界靠近。微小调整导致压比较大的变化,
6、使程序不易收敛。Ham和Williams研究了转子间的干涉问尤其风扇和高压压气机紧密耦合时,这个问题尤[5]题,提出了一个“耦合系数”的概念。定义为:为突出。为了克服这个缺点,本文采用一种新的方33法,即通过调整压比来满足各子压气机出口静压△P2(x)-△P2(∞)CN=33(1)△P2(o)-△P2(∞)相等的条件。3式中:△P2(x)为转子间存在轴向距离x时风扇对风扇采用如下的公式:3出口的总压畸变值;△P2(∞)为静压平衡在风扇低压区333出口时风扇出口的总压畸变值;△P2(0)为静压PH,F-PL,F1PL,F=PF+33õ1-±DPF平衡在高压压气机出口时风扇出
7、口的总压畸变PH,F+PL,FK值。高压区33x=1对应于风扇和高压压气机处于实际工PPH,F-PL,F1H,F=PF-33õ1-ºDPFPH,F+PL,FK作距离,而x=0和x=∞分别对应于零和相距很式中:PL,F为风扇低压区工作点压比,PH,F为风扇远的情况。“耦合”系数的变化范围是0～1,CN=0高压区工作点压比,PF为风扇平均工作点压比,表示风扇和高压压气机之间不存在位流场干涉33PH,F为风扇进口高压区总压,PL,F为风扇进口低(x=∞),CN=1表示风扇和高压压气机紧密耦合压区总压,K为畸变衰减率,一般取3～4,D
