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高转速斜流压气机数值模拟

颜颜  唐宏  戚学峰  王鹏  
【摘要】:斜流压气机为介于轴流与离心压气机之间的压气机形式,同时具有离心压气机单级级压比高和轴流压气机效率高的优点。在斜流叶轮流道的后半部分增设分流叶片,可以有效的控制叶片吸力面气流的分离,既不会堵塞流量,又有利于加功增压。对于中等功率涡轮轴发动机和运输机和民用客机的辅助动力装置,采用斜流压气机替代离心压气机有着非同寻常的意义。但斜流压气机的流道形状复杂,具有长扭曲、低展弦比、进出口半径相差大等特征。高速旋转的叶轮对气流做功使气流经历大的逆压力梯度,通道内部伴随着众多复杂的流动现象。诸多因素的影响使得斜流压气机的实验手段受到很大程度的限制,因此数值模拟成为了研究斜流压气机内部流动行之有效的方法和工具。本文使用CFD数值模拟方法对作者设计的高转速斜流式压气机内部的全三维有粘流场进行了详细分析,获得该压气机的特性曲线和气动参数分布。计算结果表明,设计点达到设计要求值,斜流叶轮和斜向扩压器内部流动正常,轴向扩压器出现气流分离,在非设计点斜流叶轮流动正常,斜向扩压器中出现气流分离,轴向扩压器中分离严重,导致压气机级效率下降。所得到的分析结果为该斜流式压气机设计的进一步改进优化提供了参考依据。

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