通過(guò)在耐高溫軸流風(fēng)機(jī)葉尖壓力面附近擴(kuò)展合適的葉尖平臺(tái)，耐高溫軸流風(fēng)機(jī)，可以有效地減小葉尖泄漏和氣動(dòng)損失。模擬了三種耐高溫軸流風(fēng)機(jī)不同長(zhǎng)度和初始位置的吸力面小翼葉柵的內(nèi)部流場(chǎng)。結(jié)果表明，三段小翼可以改善葉柵頂部的流動(dòng)狀況，并在不同程度上削弱泄漏渦的強(qiáng)度。周志華等[10]計(jì)算了某型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)高壓渦輪一級(jí)的三維流場(chǎng)。結(jié)果表明，錐形間隙能有效地控制間隙內(nèi)的泄漏流速，減少間隙內(nèi)的堵塞，從而提高其整體性能。在套管處理方面，耐高溫的軸流風(fēng)機(jī)，Yang等人[11]發(fā)現(xiàn)自循環(huán)殼體處理后壓縮機(jī)的穩(wěn)定流量范圍明顯增大，這是由于葉片負(fù)荷降低、低能流體吸附能力降低和周向流量畸變能力降低所致。耐高溫軸流風(fēng)機(jī)的不同分區(qū)數(shù)的非軸對(duì)稱套管處理。實(shí)驗(yàn)表明，合理的非軸對(duì)稱殼體處理結(jié)構(gòu)可以使壓縮機(jī)的穩(wěn)定裕度提高13%，小型耐高溫軸流風(fēng)機(jī)，峰值效率提高0.8%。提率的原因是加工槽對(duì)壓氣機(jī)葉頂流場(chǎng)產(chǎn)生低頻非定常影響信號(hào)。耐高溫軸流風(fēng)機(jī)在低速壓縮機(jī)上測(cè)試了不同結(jié)構(gòu)的斜槽殼體處理。實(shí)驗(yàn)表明，合理的配置可以提高壓縮機(jī)效率1%~2%，而不會(huì)對(duì)失速裕度產(chǎn)生不利影響。

介紹了一套高負(fù)荷耐高溫軸流風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程，包括參數(shù)選擇、葉片形狀優(yōu)化和三維葉片的設(shè)計(jì)思想。在此基礎(chǔ)上，完成了高負(fù)荷軸流風(fēng)機(jī)壓力比1.20的初步設(shè)計(jì)，負(fù)荷系數(shù)高達(dá)0.83。其次，在初步設(shè)計(jì)方案中，通過(guò)對(duì)耐高溫軸流風(fēng)機(jī)靜葉多葉高處S1流面剖面的協(xié)調(diào)優(yōu)化，有效地減少了靜葉損失，提高了風(fēng)機(jī)的裕度。同時(shí)，采用三維葉片技術(shù)，提高了定子葉片的端部流動(dòng)，提高了定子葉片端部區(qū)域的工作能力。風(fēng)機(jī)裕度由27.1%擴(kuò)大到48.8%。優(yōu)化葉頂間隙形狀可以有效地提高軸流風(fēng)機(jī)的性能。采用FLUENT軟件對(duì)OB-84動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)在均勻和非均勻間隙下的性能進(jìn)行了數(shù)值模擬，討論了不同間隙形狀對(duì)泄漏流場(chǎng)和間隙損失分布的影響。結(jié)果表明，在平均葉頂間隙不變的前提下，錐形間隙風(fēng)機(jī)的總壓力和于均勻間隙風(fēng)機(jī)，區(qū)范圍擴(kuò)大，錐形間隙越大，性能改善越顯著；錐形間隙改變了間隙內(nèi)渦量場(chǎng)的分布，減少了葉尖泄漏損失，增強(qiáng)了耐高溫軸流風(fēng)機(jī)葉片上、中部的功能力。風(fēng)機(jī)的性能低于均勻間隙的性能。錐形葉片的葉尖間隙形狀可以作為提高風(fēng)機(jī)性能的重要手段。

耐高溫軸流風(fēng)機(jī)在0.05<r<0.4的范圍內(nèi)，a的變化很小。當(dāng)0.4<r<0.85時(shí)，_a逐漸增大，在85%葉高時(shí)達(dá)到較大值，說(shuō)明該區(qū)域具有更大的機(jī)械能和更強(qiáng)的循環(huán)能力。與均勻間隙相比，方案2和方案6的葉尖間隙形狀在0<r<0.5時(shí)基本保持不變，說(shuō)明葉尖間隙形狀的變化對(duì)葉片底部到中部沒(méi)有影響，但在方案2下，耐高溫軸流風(fēng)機(jī)葉尖間隙高于均勻間隙，而葉片TiP間隙小于均勻間隙。這是由于葉尖渦度強(qiáng)度增大，泄漏流減弱，葉片前緣渦度明顯增大和減小。減輕了主流與泄漏流的相互作用，削弱了泄漏渦的強(qiáng)度，增強(qiáng)了葉片中上部的流動(dòng)能力，增加了獲得的能量。在方案6中，在0.5<r<0.85的范圍內(nèi)，均勻間隙也略有增大，但接近較大的速度明顯減小。這是由于葉尖渦度強(qiáng)度隨間隙的均勻變化而略有變化，對(duì)泄漏流影響不大，而葉尖前緣渦度強(qiáng)度顯著增大，不銹鋼耐高溫軸流風(fēng)機(jī)，導(dǎo)致葉尖a減小，總流量減小，能量降低，從而提高了風(fēng)機(jī)效率。ENcy略有下降。也就是說(shuō)，為了更直觀地反映耐高溫軸流風(fēng)機(jī)葉頂間隙形狀變化對(duì)葉頂附近速度場(chǎng)的影響，90%葉片高度截面的軸向速度分布如圖7所示。

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