来流条件对叶片表面附面层影响的实验研究

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1、第2卷第l期航空工程进展VoL2No．12011年2月ADVANCESINAERONAUTICALSClENCEANDENGINEERINGFeb．201文章编号：1674—8190(2011)01-093—07来流条件对叶片表面附面层影响的实验研究薄相峰，刘波，项效镕，王庆伟，曹志远(西北工业大学翼型叶栅空气动力学国防科技重点实验室，西安710072)摘要：本文突破传统的附面层总压测量方法，采用附面层总压探针实现测量平面叶栅叶片表面真实的附面层内总压，实验过程中改变来流马赫数测量叶片吸力面及压力面附面层内总压，并通过

2、相关计算获得附面层厚度的一系列参数。实验目的在于研究来流条件对平面叶栅叶片表面附面层的影响。实验结果表明：与来流马赫数相比来流攻角对附面层厚度影响较大，不同攻角下叶片吸力面、压力面的附面层位移厚度、动量厚度等参数呈现出一定的变化规律；马赫数的变化对附面层厚度的影响幅度较小，从整体来看随着马赫数的增加附面层厚度略有下降。关键词：压气机；来流条件；附面层；平面叶栅中图分类号：V231．3文献标识码：AExperimentInvestigationofBoundaryLayeronCascadeSurfaceunderDif

3、fe!rentInletFlowConditions130Xiangfeng，LiuBo，XiangXiaorong，WangQingwei，CaoZhiyuan(NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonAerodynamicDesignandResearch，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Inthispaper，themeasuremethodisdifferentfrom

4、traditionalmethod．Usingthetotalpressureprobe，therealtotalpressuresintheboundarylayerofcascadebladesurfacearemeasured．TheflowMachnumberischangedintheexperiment．Someparametersabouttheboundarythicknessarecalculated．Thepur—poseoftheexperimentistOexaminetheinfluenceo

5、ftheinletflowconditionsontheboundarylayerofcascadebladesurface．TheexperimentresultsindicatethattheinfluenceoftheincidenceontheboundarylayerisgreaterthantheinletMach．Theparametersabouttheboundarythicknesshavesomedifferentregulationsunderdiffer-entinletflowconditi

6、on．TheeffectofflowMaehontheboundarythicknessissmall．TheboundarythicknessisdowntrendwiththeincreaseoftheMaeh．Keywords：compressor；flowconditions；boundarylayer；cascade0引言航空技术的飞速发展对航空发动机的性能提出了更高的要求，现代航空涡轮发动机的发展趋势是高性能、低耗油率、宽工作范围和高推重比。为了满足航空发动机高推重比的发展趋势，高负荷压气机叶片和涡轮叶片得

7、到广泛应用。作为发动机收稿日期：2010—08—08l修回日期：2010-09—28基金项目：国家自然科学基金项目(50976093)通信作者：薄相峰，bxfa209@mail．nwpu．edu．cn关键部件的压气机，其尺寸及重量在整台发动机中占有非常大的比重。因此，提高压气机性能对航空发动机发展起着至关重要的作用[123。叶片表面附面层和端壁附面层及其相互干扰，使流动损失增大。进口来流条件对叶片表面附面层的发展过程，层流附面层分离、层流到紊流的转捩、紊流附面层分离等有着十分重要的影响[3]。长期以来，实验研究一直是叶

8、轮机械中气动热力学研究的主要方法，风洞实验是其中一种重要的测量手段。早期实验叶栅内流动基于所谓的“控制体方法”，即只测量叶栅上、下游的流动，这种研究方法94航空工程进展第2卷显然无法解释流动损失产生的机理。随着研究重点的变化。研究需要了解整个叶栅内部的流动状况，叶栅流道内的测量也慢慢展开，直到现在，利用高科技仪器已经可以较为准确的