大弯角扩压叶栅吸力面吹气的研究.pdf

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1、机械工程师MECHANlCALENGINEER大弯角扩压叶栅吸力面吹气的研究刘鑫·。李燕飞z。刘勋2(1．哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046；2．中国船舶!j-r集团公司第七0_--研究所，哈尔滨150078)摘要：为了实现扩压叶栅内的太角度折转，通过数值模拟的方式，研究吸力面吹气在大弯角静口十栅内的作用机理。结果表明，吸力面吹气有助于提高扩压叶栅的扩压能力和气流折转，但相较于附面层抽吸．这军幸流动控制能力十分有限。不同于附面层抽吸，吸力面吹气对吹气方向十分敏感，推荐尽可能使得所吹出的高速空

2、气紧贴于：；下片擘面。关键谲：扩压叶栅；吹气，数值仿真中图分类号：V2313；TH45文献标志码：A文章编号：1002—2333(2016)07—0201—02StudyonSuctionSideBlowingofLargeCamberAngleCompressorCascadeLIUXinl，LIYanfei2，LIUXun2(1．HarbinTurbineCompanyLimited，Harbin150090，China；2．No．703ResearchInstitute，ChinaShipbuil

3、dingIndustryCorporation，Harbin150078，China)Abstract：Inordertorealizethelargeturningangleincompressorcascade，numericalsimulationisusedtostudythefunctionmechanismofsuctionsideblowinginlargecamberanglestator．Theresultsshowthat，suctionsideblowingcanimproveth

4、ediffusioncapacityandflowturningincompressorcascade．Butcomparingwithboundarylayersuction，thecontrolcapacityofsuctionsideblowingislimited．Suctionsideblowingissensitivetotheblowingdirection；thisisdifferentfromboundarylayersuction．Itisrecommendedtomakethebl

5、owingairattachtothewallsurface．Keywords：compressorcascade；blowing；numericalsimulation0引言随着压气机设计负荷的不断上升，压气机的叶型弯角也在不断增大【q。为了实现大弯角静叶栅内的气流折转，附面层吹，吸气技术得到了大量应用研究。DanielNerger张端壁以及吸力面上设置了吹气装置以控制大弯角静叶流动分离。试验研究采用60。弯角可控扩散叶型平面叶栅，稠度1．67，进口马赫数0．2。研究结果表明，端壁吹气可以在一定程度上

6、控制端壁二次流，而吸力面吹气可以有效控制吸力面角区分离。MehmetNSarimurat等勋悔定常吹气的附面层流动控制技术应用于采用NACA一65--410叶型的低速压气机叶栅，并以一基于积分方法的解析模型和CFD进行研究。结果表明，当吹气槽尺寸和吹气速度保持一定时，存在一个最佳吹气角度以达到最佳的吹气效果。岳国强等哆通过在叶片表面开孔，利用吸力面与压力面压差抽吸和吹除附面层，显著地提高叶栅的做功能力和降低叶型损失，从而提高整个叶栅性能。这种控制技术不仅减小了激波与附面层的干扰损失，推迟了叶背分离回流的

7、产生，减小了分离区厚度，还能改善通道内激波结构，提高叶栅通流能力，降低叶片载荷。可见，附面层吹气技术在扩压叶栅中的应用具有一定的研究价值。但大多学者的研究基于低马赫数大弯角叶栅[51。为了实现高亚音速来流条件下的大折转角气流流动，本文应用吸力面吹气于一大弯角环形叶栅，以研究吹气对流动的控制机理。1数值方法数值模拟采用商业软件NUMECA对流域划分网格fq，拓扑结构采用HOH型网格，近壁面第一层网格厚度lxl0-6m，以保证艚满足湍流模型要求。采用商业软件CFX对流场进行求解，湍流模型采用ss膜型，并辅以

8、y—Re。转捩模型，数值校准参考文献[7]。研究叶型采用AntoineGodard等嘲设计的大弯角吸附式叶型，弯角60。，轴向出气，稠度2．5，进口马赫数0．6。为了研究吸力面吹气的作用机理，将原型的吸力面抽吸槽出口方向进行了调整以顺应主流气体方向。2结果分析与讨论由于本文的研究基于有一定理论基础的大弯角吸附式叶栅，因此在结论分析过程中例举对比展，爹一警i

9、，童善’一，■■-o机械工程师MECHANICALENGINEER喷气对回流区的控制