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压气机平面叶栅加装叶尖小翼的数值研究
| 论文题名： | 压气机平面叶栅加装叶尖小翼的数值研究 |
| 关键词： | 船舶压气机;平面叶栅;叶尖小翼;机械设计 |
| 摘要： | 叶顶间隙流动对压气机性能和稳定性都有着重要影响，如何有效控制叶顶间隙流动，提高压气机的气动性能和效率，一直是学术界关注和探讨的重点。近年来，控制间隙流动的叶尖小翼技术在叶轮机械领域也受到了关注，对其作用效果及作用机理的深入研究，可以为提高叶尖小翼技术应用的可靠性及有效性奠定基础，同时也为发展新的控制间隙流动的措施和途径创造条件。 本文对具有不同自身参数(宽度、长度)及安装方式(吸力面小翼、压力面小翼及组合小翼)叶尖小翼的NACA65压气机平面叶栅在亚音速、零冲角来流条件下进行了数值研究，得出了不同叶顶间隙下控制间隙二次流的最佳小翼宽度、长度及安装方式。与常规叶栅相比，加装吸力面小翼的叶栅中泄漏涡的涡核向相邻叶片压力面侧偏移。泄漏涡位置的改变一方面可以减少泄漏涡卷吸更多的吸力面/端壁角区的低能流体，另一方面可以较早的阻止叶尖流场上通道涡的发展。同时，吸力面小翼的加装使得泄漏涡运行中摩阻加大，这在一定程度上也降低了泄漏涡的强度。计算结果表明，对应于一种间隙流场，存在一种最佳宽度及长度的吸力面小翼安装方案。压力面小翼使得泄漏涡的运行轨迹向吸力面侧靠近，造成泄漏涡卷吸起更多的吸力面/端壁角区的低能流体，从而造成损失值的增加。各间隙下所有宽度及长度的压力面小翼安装方案都没有较好的改善叶栅上端部的气体流动状况，而在小叶顶间隙大翼宽时反而使叶尖流场的气动性能明显恶化。组合小翼叶栅中，叶尖流场同时受到吸力面小翼和压力面小翼的作用，主要是体现在泄漏涡涡核位置及泄漏涡周向及径向尺寸的变化上。在压力面小翼宽度较大的组合中，压力面小翼的作用占居主导地位，使得泄漏涡涡核略向吸力面侧迁移，损失略有增加。在吸力面小翼宽度较大及两者相等的组合中，吸力面小翼的作用占据主导地位，泄漏涡涡核向远离吸力面的方向发展，叶栅总损失较常规叶栅降低。 |
| 作者： | 韩少冰 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 钟兢军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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