多级压气机动叶不同clocking位置下尾迹／附面层干扰分析

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1、第53卷第5期汽轮机技术V01．53No．52011年10月TURBINETECHN0L0GY0ct．201l多级压气机动叶不同CLOCKING位置下尾迹／附面层干扰分析姚宏伟，颜培刚，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：采用harmonic非定常计算方法模拟了某型燃气轮机中间三级轴流压气机流场，研究第二级动叶处于不同CLOCKING位置下尾迹输运机理，指出在非定常条件下，叶片排之间干扰主要来自于尾迹和势流对叶片排的交替作用。在CLK0位置，上游尾迹的输运主要表现为单个尾迹向下游

2、的传播过程。在CLK2位置，上游动、静叶片尾迹掺混发生显著不同，上游尾迹的输运呈现多个尾迹的传播过程，进而导致下游叶片非定常气动负荷的波动幅值出现显著差异。关键词：压气机；非定常；CLOCKING效应；尾迹／附面层干扰；气动负荷分类号：V231．3文献标识码：A文章编号：1001-5884(2011)05-0347-03AnalysisofWake／boundar~LayerunderDifferentRotorCLOCKINGPositionsinaMultistageCompressorYA0Hong—we

3、i，YANPei—gang，HANWan-jin(CollegeofEnergyandScienceEngineering，HarbinInstituteoftechnology，Harbin，150001，China)Abstract：Themiddlethree—stagecompressorflowfieldofacertaintypeofgasturbineissimulatedbytheharmonicunsteadysimulationmethod，andthewaketransportmechan

4、ismoftheseconddynamicbladeisresearchedinthedifferentCLOCKINGpositions．Theresultshowsthatintheunsteadycondition，theinterferencebetweenbladerowmainlycomesfromthealternativeactionbythewakeandpotentialflow．InCLK0position，theupstreamwaketransportismainlyshowedbya

5、singlewaketothespreadprocessofdownstream．InCLK2position，thedynamicandstaticbladewakemixingintheupstreamhavesignificantlydiferent，andthewaketransportpresentsmanywakespreadprocesses，whichleadstothewaveamplitudeofthebladeunsteadyaerodynamicloadthatinthedownstre

6、amsignificantdifferences．Keywords：compressor；unsteady；CLOCKINGefect；wake／boundarylayerinteraction；aerodynamicload的影响。数值方法采用基于harmonic的频域变化方法对全0前言三维N—S方程进行求解，指出在CLK0位置，Rl的尾迹和s1的部分尾迹掺混后恰好输运至R2的前缘，在一个周期内始燃气轮机内部动、静叶片的相对运动使得流动具有很强终被R2前缘切割，s2中熵的输运主要是R2尾迹的输运过的非定常性，

7、尾迹与势流的交替干扰对叶片附面层流动状态程。在CLK2位置，R1的尾迹和s1的部分尾迹掺混后进入和发展会产生显著影响⋯。特别是多级环境下尾迹与势流R2的流道中部并输运至R2的出口，R2的前缘交替切割s1的干扰不仅会影响本列叶栅的附面层流态，还会影响相邻和的尾迹和势流，s2静叶片中熵的输运反映了多个尾迹的输运更远叶片排的附面层流动J，因此研究非定常流动机理对过程。结合尾迹和势流输运过程中的瞬态流场，深入分析作燃气轮机性能的影响因素，对于准确评估燃气轮机的气动性用在叶片上的非定常气动力和力矩，并通过频谱分析找出流能

8、起着举足轻重的作用。文献[4—7]针对压气机CLOCK—场中各频率干扰的来源，则有助于清楚地了解该三级压气机ING效应对各列叶片附面层发展及损失产生的机理做了大叶片气流激振力的作用机制。量的研究，这些研究一方面都是集中在静叶片的CLOCKING效应；另一方面，研究手段大都以实验为主，数值计算时各列1数值方法叶片数目都需要经过模化，不易直接用于实际问题。研究动叶片的CLOCKING效应对