弯掠动叶对压气机级静压系数的影响.pdf

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1、第53卷第1期汽轮机技术V01．53No．12011年2月TURBINETECHN0L0GYFeb．2Oll弯掠动叶对压气机级静压系数的影响姚宏伟，顾忠华，韩万金(哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，哈尔滨150001)摘要：对某多级高亚音轴流压气机的第七级原型级和弯掠动叶改型级进行了非定常数值模拟，数值研究结果表明：流动的非定常性对动叶尾缘和下游静叶前缘位置处的气动参数影响较为强烈，其中对静叶的影响要比对动叶的影响大。弯掠动叶减轻了非定常效应对动叶根部和顶部的影响，同时也减小了对下游静叶气动参数的非定常扰动。关键词：前掠；正弯；

2、静压系数；非定常流动分类号：TK474．8文献标识码：A文章编号：1001—5884(2011)01-0047-03UnsteadyNumericalStudyontheCompressorStaticPressureCoefficientofaCurved．sweepRotorBladeYAOHong-wei，GUZhong-hua，HANWan—jin(CollegeofEnergyScienceandEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abs

3、tract：Theunsteadynumericalsimulationiscarriedoutontheoriginalstageandthecurved—sweeprotorstageoftheseventhstageofonemultistagecompressor．ThenumericalresultsshowthatTheunsteadyflowhasstronglyinfluencedontheaerodynamicparametersofthetrailingedgeofrotorandtheleadingedge

4、ofthedownstreamstator，andexertsmoreinfluenceonthestatorthanontherotor．Theskewingandsweepingoftherotorredueetheunsteadyeffectofthetipandhuboftherotor，andalsodecreasetheunsteadydisturbanceIotheaerodynamicparametersofdownstreamstator．Keywords：forwardswept；positivecurved

5、；staticpressurecoefficient；unsteadyflow60和90，计算通道数目为2：3，计算网格采用NUMECA软件0前言包中的Autogrid5结合IGG模块生成，包括5叶片排的结构化网格，网格布置每个叶片网格点数大约为50万左右，5个压气机设计不管现在还是将来都要面临的一个挑战，就叶片网格总数约为240万，近壁面Y值小于4。为便于对比是如何将有利的非定常效应纳入到设计中，以进一步提高发分析，对两种级采用相同的网格拓扑结构，图1给出了计算动机的气动性能，这就需要对非定常条件下的流动机理及其所用的网格示意

6、图。所带来的影响有充分的了解。特别是在多级环境下，早期的定常流假设理论已经越来越不能满足叶轮机械的快速发展对其气动性能要求的逐步提高。现代叶轮机械的发展，在气动性能和可靠性方面提出了更高的要求，深入的理解和研究流动的非定常效应有着非常重要的意义。动、静叶的非定常干涉对叶轮机械的工作性能和疲劳寿命都有着重要的影响，因此动静干涉的研究引起了越来越多的关注”。图1计算网格图本文对某多级高亚音轴流压气机的第七级原型级和弯掠动叶级进行了非定常数值模拟研究，分析在非定常条件2压气机级非定常总体参数下，弯掠动叶对叶片表面静压的影响。在压气机级

7、中，上游动叶的尾迹撞击到下游静叶前缘时1计算模型会产生压力扰动，该扰动沿壁面以声速传播，这使下游静叶叶片型面静压分布与势流场的相互作用与无扰动情况相比本文的研究对象为某多级轴流压气机的第七级的原型发生明显改变。级和弯掠动叶级。改型级中对动叶进行了前掠和正弯相结2．1原型动叶压气级叶片非定常型面静压合的改型设计。非定常计算采用叶片约化方法，研究中取各在非定常条件下运行的单级压气机，动叶尾迹和流道中士挂量太公约数，通整后各个叶排的叶片数目分别为势流的周期性干扰会引起叶片表面静压力的周期性变化。收稿Et期：2010—10-19作者简介

8、：姚宏伟(1967‘)，男，教授级高级工程师，主要从事叶轮机械设计研究与管理工作。48汽轮机技术第53卷图2表示原型压气机动叶和静叶在3个叶高截面上的型面静压系数的时均值和非定常波动范围沿轴向的分布(图0．中实线表示静压系数的时均值，虚线表示静压系数波动范围)。