对高负荷跨音压气机弯叶片的气动性能研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第44卷第2期热力透平Vol_44No．22015年6月THERMALTURBINEJun．2O15文章编号：1672—5549(2015)02—0098—04高负荷跨音压号栅弯叶片晌号动胜雒砥穷俞松林，赵连会，何磊(上海电气电站技术研究与发展中心，上海201612)摘要：通过商用计算流体软件对采用不同叶片弯曲形式设计的跨音压气机动叶进行了数值模拟，分析了叶片弯曲形式和弯曲角度对压气机效率的影响。详细讨论了在设计点弯设计对跨音压气机性能的影响，包括流动结构、负荷径向分布以及效率等。结果表明2O。正弯设计将动叶设计点效率提高了0．42个百分点，正弯设

2、计可以改善负荷的径向分布并抑制端壁角隅失速。关键词：正弯；反弯；跨音压气机；等熵效率中图分类号：TK474．8文献标识码：Adoi：10．13707／j．cnki．31—1922／th．2015．02．005InvestigationoftheAerodynamicPerformanceofHighlyLoadedBowedTransonicCompressorRotorsyUSong—lin。ZHA0Lian—hui，HELei(ShanghaiElectricPowerGenerationR&DCenter，Shanghai201612，China)Abstract：Numeri

3、calsimulationwasperformedonhighlyloadedtransoniccompressorrotorswithandwithoutdihedralbladingrespectivelyusingcommercialCFDsoftware，andtheeffectofdifferentcombinationsofdihedralformandangleontheadiabaticefficiencywasanalyzed．Theinfluenceofdihedralontheperformanceofthetransoniccompressorrotoratd

4、esignpointwasdiscussedindetail，includingflowstructure，radia1distributionofloadingandefficiencyetc．Resultsshowthattheadiabaticefficiencyof+20degreedihedralrotorisincreasedby0．42percentatdesigncondition，andpositivedihedralcanimprovetheradialdistributionofloadingandsuppressthehubcornerstal1．Keywor

5、ds：positivedihedral；negativedihedral；transoniccompressor；isentropicefficiency现代压气机正朝着更大流量，更高压比和效响，发现三维特征对叶尖的激波形态影响很率的方向发展，而跨音压气机在重型燃气轮机设小。叶片的激波损失会减小，但是以减小喘振计中被广泛采用。近年来，学者们针对三维叶片裕度为代价。弯或掠对效率的影响很小。造型对跨音压气机性能的影响进行了大量的研SasakiE4]发现前掠和正弯叶片会比直叶片的效究，三维积叠线的使用被认为可进一步提升压气率更高，前者减小了角隅失速，后者端壁处的机的性能。负荷减小而叶中的负

6、荷增加；也发现了角隅失Gallimorel_1将三维叶片设计引入压气机，速以及二次流的减小。一些学者l5]对轴流压研究发现正弯叶片可以减小角隅失速和叶尖气机动叶和静叶的叶型进行了优化，设计变量损失，但会以增加叶片中间区域的损失为代包括掠、弯和扭。这些设计变量的优化组合可价。Guemmer_2]针对高负荷跨音压气机静叶以提高叶片的气动性能。采用弯掠设计，发现掠可以控制叶片轴向负荷本文针对某高负荷跨音压气机动叶，研究了的分布，某种程度上也会影响径向负荷的分正弯和反弯两种弯曲形式以及不同的弯曲角度对布；弯主要会影响径向压力场。DentonlL3]通过压气机效率及性能的影响。数值模拟研究了弯

7、和掠对跨音风扇性能的影收稿日期：2014—11—03修订日期：2015—04—27基金项目：上海市科学技术委员会资助项目(12DJ1400700)作者简介：俞松林(1986一)，男，毕业于上海交通大学，硕士研究生，工程师，现从事压气机气动设计和分析工作。啊一I荔学兔兔www.xuetutu.com高负荷跨音压气机弯叶片的气动性能研究热力透平布，同时也能将叶片两端的边界层中的低能流体1研究方法驱至主流区，避免端部边界层的堆积和分离，降低端部损失。1．1弯叶片