来流附面层对吸附式压气机叶栅影响的数值研究

数值研究低速条件下来流附面层特性对吸附式压气机叶栅气动性能的影响,在不同正冲角时,设计不同方案的附面层厚度分布,对比分析叶栅出口气动参数的分布以及叶栅内的三维流场结构,讨论不同来流附面层情况下在压气机叶栅中采用附面层吸除的效果。结果表明,数值模拟结果与试验数据有较好的一致性;附面层厚度的增加导致角区流动三维性增强,且变冲角性能下降,二次流横向作用和角区范围的增加使得附面层抽吸效果减弱;当来流附面层厚度增加时,通过增加抽吸量可以有效降低强吸附式压气机叶栅的损失,变冲角性能得到改善。     

污垢沉积对某轴流压气机中间两级性能影响的数值研究

采用商业三维数值模拟软件CFX,对某型重型燃气轮机的中间两级核心级轴流压气机进行数值仿真研究,通过改变流道内叶片和端壁的粗糙度、以及叶片的厚度来模拟压气机内不同程度的污垢沉积,以分析污垢沉积对两级轴流压气机性能和流场特性的影响,并在前、后级动叶分别采用不同的污垢沉积设置,以探讨前级和后级动叶污垢沉积作用的相互影响。结果表明,无论是前级动叶还是后级动叶的污垢沉积,都将引起动叶通道内角区分离的加剧,从而导致压气机性能的衰减,粗糙度增加的影响明显要大于厚度增加,且前级动叶的影响作用要大于后级动叶;前、后级动叶各自的污垢沉积对另一级动叶等熵效率的影响都较小,且增加厚度对其影响比增加粗糙度时要大;前、后级动叶各自的污垢沉积对另一级动叶的影响主要体现在总压比上,这与污垢沉积引起的流道堵塞程度有关。     

三维叶片技术对离心风机气动性能的影响

将弯、掠叶片的三维设计技术应用于离心风机叶轮,根据积叠线在周向和子午面内的变化,分别研究正弯、反弯、前掠、后掠、前倾、后倾、前掠正弯和后倾正弯8种叶片。通过比对不同三维设计叶片的整体气动参数、展向的总压损失分布和全周流道不同叶高的相对速度分布云图,研究不同叶片对叶栅流道气动性能和分离流动的影响。数值模拟计算结果显示,后倾、前掠、正弯、前掠正弯和后倾正弯叶片对风机的气动性能起到一定的正面影响,能有效降低叶栅流道前盘端区的总压损失,控制叶轮全周的分离流动;而前倾、后掠和反弯叶片则造成叶片在气动性能上一定程度的恶化,损失沿叶高增加,叶轮全周的流动情况均一定程度恶化。