在高温轴流风机厂家机械中,为了防止旋转叶片和固定壳体之间的摩擦,叶片顶部和壳体之间必须有一定的间隙。由于叶尖间隙的存在,不可避免地会发生泄漏流。泄漏流与主流相互作用形成的泄漏涡将影响涡轮机械的内部流场和气动性能,尤其是效率、高温轴流风机厂家噪声和稳定的工作范围。因此,通过改变叶顶间隙形状,对叶顶泄漏流进行综合分析,提高涡轮机械的气动性能具有重要的现实意义和工程参考价值。目前,对叶尖间隙进行了一系列的实验和数值模拟研究,主要集中在叶尖和壳体两个方面。对于叶片顶部,Young等人[4]采用实验方法研究了单槽、双槽和上斜面对涡轮性能的影响。在此基础上,模拟了高温轴流风机厂家、类型和位置对轴流风机性能的影响,指出在设计流量下,叶顶双槽结构具有较佳的气动性能,风机效率提高了1.05个百分点。对多级压缩机表明,叶根倒角还可以减小角区的失速,提高工作范围。通过三维数值模拟,对S2流面设计中的损失和滞后角模型进行了标定,为叶片三维建模提供了依据。高温轴流风机厂家带肩端间隙涡轮的研究表明,压力侧和吸入侧后缘槽都可以略微增大叶片顶面传热系数,但吸入侧后缘槽可以减小间隙的泄漏损失。
通过在高温轴流风机厂家叶尖压力面附近扩展合适的叶尖平台,可以有效地减小叶尖泄漏和气动损失。模拟了三种高温轴流风机厂家不同长度和初始位置的吸力面小翼叶栅的内部流场。结果表明,三段小翼可以改善叶栅顶部的流动状况,并在不同程度上削弱泄漏涡的强度。周志华等[10]计算了某型涡轴发动机高压涡轮一级的三维流场。结果表明,锥形间隙能有效地控制间隙内的泄漏流速,减少间隙内的堵塞,从而提高其整体性能。在套管处理方面,Yang等人[11]发现自循环壳体处理后压缩机的稳定流量范围明显增大,这是由于叶片负荷降低、低能流体吸附能力降低和周向流量畸变能力降低所致。高温轴流风机厂家的不同分区数的非轴对称套管处理。实验表明,合理的非轴对称壳体处理结构可以使压缩机的稳定裕度提高13%,峰值效率提高0.8%。提率的原因是加工槽对压气机叶顶流场产生低频非定常影响信号。高温轴流风机厂家在低速压缩机上测试了不同结构的斜槽壳体处理。高温轴流风机厂家初步设计完成后,本文的气动设计流程在初步设计中进一步优化了S1流面上叶片和叶片的三维叠加,从而完成了详细的气动设计,达到了设计目标。实验表明,合理的配置可以提高压缩机效率1%~2%,而不会对失速裕度产生不利影响。
与均匀间隙相比,高温轴流风机厂家在平均叶顶间隙不变的前提下,1~3级间隙方案下的风机总压力和效率均高于均匀间隙方案下的风机总压力和效率;由于本文设计的单级风机的负荷比设计中采用的经验公式高,因此有必要对每排叶片的稠度和展弦比进行调整。前导间隙越大,尾随间隙越小,性能越明显。改进是,但随着高温轴流风机厂家间隙的逐渐收缩,风机的性能改善逐渐减小;在设计流量下,方案2和方案3下的总压力分别增加20。对于PA和22PA,高温轴流风机厂家效率分别提高0.69%和0.70%,特别是在小流量情况下。方案2和方案3的效率分别提高1.16%和1.20%。同时,方案1-3对应的区(>81%)变宽,根据总压的趋势,喘振裕度增大,稳定工作范围提高。但4-6级进风机的总压和效率均低于均匀间隙,随着间隙的增大,风机的性能下降更大。方案6的总压力和效率分别降低了15pa和0.14%。模拟结果与参考文献中给出的结果一致。以上分析表明,在相同流量范围的前提下,锥形间隙的区变宽,相应的流量范围增大,高温轴流风机厂家的稳定工作区增大,设计流量和左效率明显提高,措施简单,易于实施。考虑到风机选型中参数裕度过大,导致轴流风机在设计流量的左侧运行,可以将变细的间隙形状作为提高风机性能的手段。为了分析不同叶尖间隙形状下风机性能变化的内在机理,进行了内部流动特性和叶轮能力分析。
高温轴流风机厂家在0.05<r<0.4的范围内,a的变化很小。当0.4<r<0.85时,_a逐渐增大,在85%叶高时达到较大值,说明该区域具有更大的机械能和更强的循环能力。与均匀间隙相比,方案2和方案6的叶尖间隙形状在0<r<0.5时基本保持不变,说明叶尖间隙形状的变化对叶片底部到中部没有影响,但在方案2下,高温轴流风机厂家叶尖间隙高于均匀间隙,而叶片TiP间隙小于均匀间隙。这是由于叶尖涡度强度增大,泄漏流减弱,叶片前缘涡度明显增大和减小。减轻了主流与泄漏流的相互作用,削弱了泄漏涡的强度,增强了叶片中上部的流动能力,增加了获得的能量。在方案6中,在0.5<r<0.85的范围内,均匀间隙也略有增大,但接近较大的速度明显减小。这是由于叶尖涡度强度随间隙的均匀变化而略有变化,对泄漏流影响不大,而叶尖前缘涡度强度显著增大,导致叶尖a减小,总流量减小,能量降低,从而提高了风机效率。ENcy略有下降。叶片体由四条非均匀曲面、两个吸力面和两个压力面组成,同时与较大切圆(灰圆)和前缘后缘椭圆弧相切。也就是说,为了更直观地反映高温轴流风机厂家叶顶间隙形状变化对叶顶附近速度场的影响,90%叶片高度截面的轴向速度分布如图7所示。
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