跨音轴流压气机自循环喷气扩稳试验研究

›› 2014, Vol. 50 ›› Issue (8): 135-143.

跨音轴流压气机自循环喷气扩稳试验研究

李继超;林峰;刘乐;童志庭;聂超群

中国科学院工程热物理研究所;中国科学院大学

出版日期:2014-04-20 发布日期:2014-04-20

Experimental Investigation of Self-recirculating Tip Air Injection in Transonic Axial Flow Compressor

LI Jichao; LIN Feng; LIU Le; TONG Zhiting; NIE Chaoqun

V231 Institute of Engineering Thermophysics, Chinese Academy of Sciences;University of Chinese Academy of Sciences

Online:2014-04-20 Published:2014-04-20

摘要/Abstract

摘要： 轴流风扇/压气机稳定性控制一直叶轮机械领域迫切需要解决的难题，特别是对于内部流动复杂的跨音转子。提出以自循环喷气方式作为控制手段，并在一台单级跨音风扇/压气机上进行试验研究。试验中通过自行设计自循环机构在压气机上进行基于自循环的叶顶喷气研究，并考察不同抽气角度和喷气偏航角对压气机稳定裕度和效率的影响，并通过测量机匣壁面非定常压力信号对跨音压气机自循环喷气机构中前端喷气的扩稳机理进行分析。试验结果表明：自循环喷气能够有效拓宽跨音压气机的流动失稳裕度，并取得了8%～15%的扩稳效果，而且能够略微提高压气机峰值点的效率。另外，通过功率谱密度分析，前端叶顶喷气的扩稳机理仍然是影响叶顶间隙泄漏流的非定常性。

关键词: 压气机;自循环喷气;失速裕度;效率;叶顶间隙泄漏流的非定常性

Abstract: Stability control of internal flow in compressor is one of the most difficult problems which is needed to solved urgently, especially in transonic compressor with complex flow. In order to realize the effective control in actual compressor, the self-recirculating injection was chosen as control method, the experiment has been performed in a transonic compressor test rig. The structure of suction port and injector are designed first, then the effect on stall margin improvement (SMI) and efficiency with different suction angle and injected yaw angle is investigated. And the stability enhancement mechanism of front injection was also analyzed. The experimental results demonstrated that the self-recirculating injection can improve the stall margin effectively, the SMI of 8%-15% can be obtained, at the same time, the peak efficiency can be also enhanced a little. And the front injection of self-recirculating injection can also influence the unsteady tip leakage flow to improve the stall margin.

Key words: compressor;self-recirculating injection;stall margin improvement;efficiency;unsteady tip leakage flow

中图分类号:

V231

李继超;林峰;刘乐;童志庭;聂超群. 跨音轴流压气机自循环喷气扩稳试验研究[J]. , 2014, 50(8): 135-143.

LI Jichao;LIN Feng;LIU Le;TONG Zhiting;NIE Chaoqun. Experimental Investigation of Self-recirculating Tip Air Injection in Transonic Axial Flow Compressor[J]. , 2014, 50(8): 135-143.

[1]	刘鹤, 杨晓光, 石多奇. 一种用于航空发动机热端部件三维裂纹行为分析的数值方法[J]. 机械工程学报, 2019, 55(13): 102-112.
[2]	李洪亮, 侯磊, 徐梅鹏, 陈予恕. 基于HB-AFT方法的不对中转子系统超谐共振分析[J]. 机械工程学报, 2019, 55(13): 80-86.
[3]	刘阳, 李诚, 李富才, 李鸿光. 航空发动机叶片脱落的非线性瞬态动力学研究[J]. 机械工程学报, 2019, 55(13): 23-37.
[4]	施祎, 杨晓光, 杨迪迪, 苗国磊, 石多奇. 定向凝固镍基高温合金DZ125疲劳裂纹扩展速率研究[J]. 机械工程学报, 2019, 55(13): 45-52.
[5]	侯磊, 陈予恕. 非线性共振及其计算和应用[J]. 机械工程学报, 2019, 55(13): 1-12.
[6]	岳国强, 姜玉廷, 向世建, 郑群, 董平. 冷气预旋诱导涡系重构气膜冷却机理研究[J]. 机械工程学报, 2019, 55(4): 181-188.
[7]	黄振宇, 魏海军, 张旭升, 曹雄涛. 超声速膨胀器转子内部流动特性与损失机理研究[J]. 机械工程学报, 2018, 54(8): 202-209.
[8]	周海仑, 张明, 成晓鸣, 唐振寰, 曹鹏. 供油条件对挤压油膜阻尼器等效阻及周向位置阻尼的影响[J]. 机械工程学报, 2018, 54(6): 215-223.
[9]	郑似玉, 滕金芳, 羌晓青. 叶片加工超差对高压压气机性能影响和敏感性分析[J]. 机械工程学报, 2018, 54(2): 216-224.
[10]	林浩, 耿海鹏, 周西锋. 重型燃气轮机叶片离心载荷下应力特性的研究[J]. 机械工程学报, 2017, 53(22): 212-218.
[11]	白斌, 白广忱, 费成巍, 赵合阳, 童晓晨. 改进的混合界面子结构模态综合法在失谐叶盘结构动态特性分析中的应用[J]. 机械工程学报, 2015, 51(9): 73-81.
[12]	凌敬, 杜鑫, 王松涛, 王仲奇. 扩压叶栅最佳弯叶片生成线与稠度的关系[J]. 机械工程学报, 2015, 51(8): 144-150.
[13]	李继超;林峰;童志庭;刘乐;聂超群. 轴流压气机叶顶喷气扩稳机理试验研究[J]. , 2014, 50(22): 171-177.
[14]	耿少娟;张小玉;聂超群;黄伟光;张宏武. 轴流压气机叶顶端区流场周向传播特征及其预测[J]. , 2012, 48(16): 130-138.
[15]	孙树立;汤槟;张明磊. 基于节点坐标修正和网格修匀的涡轮叶片冷态几何形状反算分析[J]. , 2014, 50(10): 143-148.