微型整體葉片式導(dǎo)向器設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、本文以微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)研究為背景，對(duì)整體葉片式導(dǎo)向器的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究，并在此基礎(chǔ)上對(duì)16cm級(jí)MTE-C發(fā)動(dòng)機(jī)的導(dǎo)向器進(jìn)行了改型設(shè)計(jì)。
　　 首先，通過(guò)三維粘性數(shù)值模擬的方法研究了12cm級(jí)MTE-B發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)向器葉片角分布和軸向徑向尺度比對(duì)導(dǎo)向器性能的影響，得出同等量級(jí)微型發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)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(chǎng)明顯優(yōu)于其它兩個(gè)方案；

2、導(dǎo)向器性能隨著無(wú)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(shì)，B的最佳值在1.9左右。
　　 其次，對(duì)MTE-C發(fā)動(dòng)機(jī)的原型導(dǎo)向器進(jìn)行數(shù)值模擬，研究其總體性能和流場(chǎng)特性，得到原型導(dǎo)向器在設(shè)計(jì)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(duì)原型導(dǎo)向器進(jìn)行改型設(shè)計(jì)，改進(jìn)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(chǎng)品質(zhì)大大提高。分別對(duì)原型和改進(jìn)型渦輪整級(jí)進(jìn)行數(shù)值模擬

3、，對(duì)比改進(jìn)前后渦輪整級(jí)的流場(chǎng)特性和整級(jí)性能，渦輪在設(shè)計(jì)點(diǎn)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(duì)換裝導(dǎo)向器前后的MTE-C發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行典型共同工作點(diǎn)的性能仿真分析和臺(tái)架運(yùn)行試驗(yàn)。仿真分析顯示發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)點(diǎn)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(jī)性能得到了明顯提升。對(duì)換裝導(dǎo)向器和噴管