高出口馬赫數(shù)葉型流動(dòng)與設(shè)計(jì).pdf

1、如今，在不斷追求航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的更高推重比和熱效率大背景下，高壓渦輪級(jí)數(shù)最小化成為了渦輪部件發(fā)展的主要趨勢(shì)之一，但考慮到葉片材料、制造工藝和工作壽命等限制因素，唯一實(shí)現(xiàn)高負(fù)荷渦輪的方式也許只有不斷提高出口馬赫數(shù)一條途徑。
　　現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉柵按照槽道收斂形式可分為漸縮型和縮放型兩種類(lèi)型，其中渦輪部件流場(chǎng)內(nèi)的最高馬赫數(shù)多在1.2-1.3之間，相關(guān)研究表明，只有采用縮放型流道的葉柵才能獲得更高的出口馬赫數(shù)。然而，對(duì)漸縮葉柵

2、進(jìn)行較為深入分析并找到其在高出口馬赫數(shù)下的主要損失原因，這對(duì)縮放葉柵的研究也有著不可忽視的借鑒作用。
　　本文將上述目的作為出發(fā)點(diǎn)，以某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)高壓渦輪靜葉中徑處的漸縮葉型以及其改型的縮放型葉柵為研究對(duì)象，分別從流場(chǎng)內(nèi)激波系的演變、一維參數(shù)、總壓損失、基壓等角度深入解析兩種流道形式葉柵的性能，具體的研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　本文首先分析了漸縮葉柵在亞、跨、超聲速工況下的基本流場(chǎng)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了流場(chǎng)內(nèi)激波系、膨脹波系的

3、演變過(guò)程，著重地從損失的角度研究了漸縮葉柵不適應(yīng)高出口馬赫數(shù)下的流動(dòng)原因。對(duì)同一葉型在邊界條件及網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)分布（展向除外）相同的情況下分別進(jìn)行了二維薄片葉柵研究和三維平面葉柵研究，比較了兩者在流場(chǎng)方面的差異。
　　其次，本文研究了葉柵幾何參數(shù)和工況參數(shù)對(duì)漸縮葉柵流動(dòng)的影響。葉柵的幾何參數(shù)選擇了對(duì)靠近尾緣葉型型線(xiàn)有較大影響的參數(shù)，如后彎角、尾楔角和尾緣相對(duì)厚度。葉柵工況參數(shù)選擇了攻角作為研究變量。
　　然后，本文研究了縮放葉柵的

4、性能隨出口馬赫數(shù)的變化，著重分析了變背壓工況下葉柵內(nèi)損失情況。縮放葉柵的后彎角對(duì)流場(chǎng)的影響也是不容忽視的，本文也對(duì)其展開(kāi)了研究。
　　最后，本文研究了縮放葉柵的流道喉部?jī)?nèi)切圓直徑 At與流道出口內(nèi)切圓直徑 Ao的比值變化對(duì)流場(chǎng)的影響，這一參數(shù)對(duì)了解縮放型葉柵內(nèi)部的流場(chǎng)有著積極的作用。
　　目前，對(duì)于兩種流道形式葉柵進(jìn)行深入對(duì)比研究的文獻(xiàn)比較少見(jiàn)，本文通過(guò)對(duì)兩者流場(chǎng)的基本分析，尤其是損失方面的分析，積累相關(guān)葉型方面的經(jīng)驗(yàn)，為今