不同端壁间隙下压气机平面叶栅角区流动数值模拟和实验

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1、第36卷第7期工程热物理学Ｖｏｌ．36Ｎｏ．7报，2015年7月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＴＨＥＲＭＯＰＨＹＳＩＣＳＪｕｌ．2015，不同端壁间隙下压气机平面叶栅角区流动的数值模拟和实验研究口口11王子楠高磊耿少娟张宏武1．中国科学院先进能源动力重点实验室（工程热物理研究所京100190；（），北2．中国科学院大学京100190，北）摘要采用数值模拟和实验方法对比分析了不同端壁间隙下平面叶栅攻角损失特性与角区流动结枸的关联，各间隙，情况下一，当来

2、流攻角大于某数值时，角区失速的发生使得叶栅总压损失呈突跃式增加。小于诙来流攻角时，无间隙叶栅损失最小，无。大于该来流攻角时间隙叶栅损失最大。分析表明，间隙的存在可以抑制间隙侧角区分离，并同时推迟无间隙侧角区失速的发生。关键词压气机栅角区分离泄漏流；平面叶；；－－－中图分类号：ＴＫ474．8文献标识码：Ａ文章编号：0253231Ｘ201507142805（）ＮｕｍｅｒｉｃａｌａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎＣｏｒｎｅｒＦｌｏｗＳｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎ

3、ａＰｌａｎａｒＣｏｍｐｒｅｓｓｏｒＣａｓｃａｄｅＷｉｔｈＤｉｆｆｅｒｅｎｔＣｌｅａｒａｎｃｅｓ1＇21211ＷＡＮＧＺｉ－ＮａｎＧＡＯＬｅｉ，ＧＥＮＧＳｈａｏ－ＪｕａｎＺＨＡＮＧＨｏｎｇ－Ｗｕ1．ＫｅＬａｂｏｒａｏｒｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＥｎｅｒａｎｄＰｏｗｅｒＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎＴｈｅｒｍｏｈｓｉｃｓＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｔ（ｙｙｇｙ，ｇｇｐｙ，ｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓＢｅｉｊｉｎ100190Ｃｈｉｎａ，ｇ，；2

4、．ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＡｃａｄｅｍＢｅｉｉｎ100190ＣｈｉｎａＣｈｉｎｅｓｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓｙ，ｊ，）ｙｇＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｌｏｓｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｔｈｅｃｏｒｎｅｒｆｌｏｗｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎａｌａｎａｒｃｏｍｒｅｓｓｏｒｃａｓｃａｄｅｗｉｔｈｐｐｄｉｆｅｒｅｎｔｃｌｅａｒａｎｃｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙｓｔｕｄｉｅｄ．Ｆｏｒｅａｃｈｃａｓｃａｄｅｃｌ

5、ｅａｒａｎｃｅｓｉｚｅｔｈｅｒｅｉｓａｃｒｉｔｉｃａｌｉｎｃｉｄｅｎｃｅａｎｌｅｆｏｒｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｃｏｒｎｅｒｓｔａｌｌｗｈｉｃｈｌｅａｄｓｔｏａｓｕｄｄｅｎ，ｇ，ｆｌ－．Ｂｅｆｏｒｅｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｏｔｏｔａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｏｓｓｉｓｃｒｉｔｉｃａｌｉｎｃｉｄｅｎｃｅａｎｇｌｅｔｈｅｎｏｎｃｌｅａｒａｎｃｅｃａｓｃａｄｅｈａｓ，ｈｅｌｏｗｅｓｌｏｓｓ－ｔｔ．Ｗｈｉｌｅａｆｔｅｒｔｈａｔｔｈｅｎｏｎｃｌｅａ

6、ｒａｎｃｅｃａｓｃａｄｅｈａｓｔｈｅｈｉｈｅｓｔｌｏｓｓＴｈｅｅｘｉｓｎｃｅｏａ．ｔｅｆ，ｇｃｌｅａｒａｎｃｅｃａｎｓｕｒｅｓｓｔｈｅｃｏｒｎｅｒｆｌｏｗｓｅａｒａｔｉｏｎａｔｔｈｅｃｌｅａｒａｎｃｅｓｉｄｅａｎｄｏｓｔｏｎｅｔｈｅｃｏｒｎｅｒｓｔａｌｌｐｐｐｐｐａｔｈｅｎｏｎ－ｃｌｅａｒａｎｃｅｓｉｅｔｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｃｏｍｒｅｓｓｏｒｌａｎａｒｃａｓｃａｄｅｃｏｒｎｅｒｓｅａｒａｔｉｏｎｌｅａｋａｅｆｌｏｗｐ；ｐ；ｐ；

7、ｇｏ前言1－ＩＣｍｒｏｏｋ静叶角区是叶片通道的高损失区域、对轴间隙。等通过分析压气机单排叶片的数值流压气机的压升、效率和稳定性有显著影响。国内模拟结果，也显示悬臂式静叶中泄漏流带来的损失3外针对静叶角区流动开展了大量研究［1。蔡睿贤等整体上要比围带式静叶所引起的角区分离损失更大。8通过在国内某型燃气轮机上实验发现［］，在压气机中在平面叶栅中少冰等通过实验研究间隙对叶，韩应用围带式静叶结构会使二次流相对加强，恶化流栅性能的影响，发现适当大小的叶顶间隙可以改善Ｄ⑷动导致失速。ｏｎｇ等

8、在单级轴流压气机上对比叶栅性能。采用围带式静叶和悬臂式静叶的性能，也认为间隙上述研究表明，在不同的压气机环境中，静叶的引入可以显著地削弱角区分离结构并降低损失。角区流动结构有所不同，其中间隙的存在与否和间左志涛等＠通过数值模拟证明了适当大小的间隙隙大小的不同会对角区流动结构产生很大影响，不㈣ｂａｄｅｂｏ可以提高压气机性能。Ｇ等则认为尽管间同角区流动