微型整體葉片式導(dǎo)向器設(shè)計方法研究.pdf

1、本文以微型渦輪發(fā)動機研究為背景，對整體葉片式導(dǎo)向器的設(shè)計方法進行了研究，并在此基礎(chǔ)上對16cm級MTE-C發(fā)動機的導(dǎo)向器進行了改型設(shè)計。
　　 首先，通過三維粘性數(shù)值模擬的方法研究了12cm級MTE-B發(fā)動機導(dǎo)向器葉片角分布和軸向徑向尺度比對導(dǎo)向器性能的影響，得出同等量級微型發(fā)動機導(dǎo)向器最佳葉片角分布的大致規(guī)律：葉根葉片角分布對導(dǎo)向器性能影響較大，葉根葉片角采用近似線性分布和下凹型分布的導(dǎo)向器性能參數(shù)和流場明顯優(yōu)于其它兩個方案；

2、導(dǎo)向器性能隨著無量綱參數(shù)軸向徑向尺度比B的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，B的最佳值在1.9左右。
　　 其次，對MTE-C發(fā)動機的原型導(dǎo)向器進行數(shù)值模擬，研究其總體性能和流場特性，得到原型導(dǎo)向器在設(shè)計上的不足之處，以此為依據(jù)，并根據(jù)葉片角分布規(guī)律，對原型導(dǎo)向器進行改型設(shè)計，改進型導(dǎo)向器性能得到了明顯提升，總壓恢復(fù)增大從而使速度系數(shù)提高了2.45％，落后角減小了4°，導(dǎo)向器出口流場品質(zhì)大大提高。分別對原型和改進型渦輪整級進行數(shù)值模擬

3、，對比改進前后渦輪整級的流場特性和整級性能，渦輪在設(shè)計點的效率由70.9%提高到84.2%，輪緣功由139kJ/kg增加到166kJ/kg，換裝導(dǎo)向器后渦輪的性能大大提升。
　　 然后，對換裝導(dǎo)向器前后的MTE-C發(fā)動機進行典型共同工作點的性能仿真分析和臺架運行試驗。仿真分析顯示發(fā)動機在設(shè)計點的推力由349N提高到405N，耗油率由0.044g/(N·s)下降到0.037g/(N·s)，整機性能得到了明顯提升。對換裝導(dǎo)向器和噴管