留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

非轴对称安装角对压气机转子叶片性能的影响

庄皓琬 滕金芳 马宇晨 朱铭敏 羌晓青

庄皓琬, 滕金芳, 马宇晨, 朱铭敏, 羌晓青. 非轴对称安装角对压气机转子叶片性能的影响[J]. 航空动力学报, 2021, 36(9): 1999-2011. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20200489
引用本文: 庄皓琬, 滕金芳, 马宇晨, 朱铭敏, 羌晓青. 非轴对称安装角对压气机转子叶片性能的影响[J]. 航空动力学报, 2021, 36(9): 1999-2011. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20200489
ZHUANG Haowan, TENG Jinfang, MA Yuchen, ZHU Mingmin, QIANG Xiaoqing. Impacts of non-axisymmetric stagger angle on performance of compressor rotor blade[J]. Journal of Aerospace Power, 2021, 36(9): 1999-2011. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20200489
Citation: ZHUANG Haowan, TENG Jinfang, MA Yuchen, ZHU Mingmin, QIANG Xiaoqing. Impacts of non-axisymmetric stagger angle on performance of compressor rotor blade[J]. Journal of Aerospace Power, 2021, 36(9): 1999-2011. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20200489

非轴对称安装角对压气机转子叶片性能的影响

doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20200489
基金项目: 国家科技重大专项(2017-Ⅱ-0004-0017); 空天科学技术教育部工程研究中心成果转化与产业化基金
详细信息
    作者简介:

    庄皓琬(1996-),女,硕士生,研究方向为航空宇航推进理论与工程。

    通讯作者:

    滕金芳(1968-),女,研究员,硕士,研究方向为航空宇航推进技术。E-mail:tjf@sjtu.edu.cn

  • 中图分类号: V231.3

Impacts of non-axisymmetric stagger angle on performance of compressor rotor blade

  • 摘要: 为了给高压压气机叶片全工况的工程设计和加工制造提供借鉴,进行了多案例的单通道和8通道定常及非定常数值模拟,探究了设计点和非设计点工况下安装角非轴对称布局对压气机性能的影响。研究结果表明:非轴对称安装角方案在设计点工况下性能参数相较于均匀安装角降低,且在近堵点时流量的分散度更大。非轴对称安装角使得叶片表面压力系数波动较大,导致转子效率下降明显。在均匀安装角偏差小但标准差大的非轴对称安装角典型方案中,由于其通道中存在较原型偏离大的安装角叶片,从而使得大流量点工况下48%~82%叶高流动分离,降低了出口气流角和效率。在近失速点,该典型方案在轮毂处角区分离较原型明显增强,在10%叶高处扩散因子较原型高负荷设计高出了0.72%,导致了失速裕度减小。

     

  • [1] REITZ G,SCHLANGE S,FRIEDRICHS J.Design of experiments and numerical simulation of deteriorated high pressure compressor airfoils[R].ASME Paper GT2016-56024,2016.
    [2] LANGE A,VOIGT M,VOGELER K,et al.Impact of manufacturing variability on multistage high-pressure compressor performance[J].Journal of Engineering for Gas Turbines and Power,2012,134(11):112601.1-112601.8.
    [3] LANGE A,VOIGT M,VOGELER K,et al.Probabilistic CFD simulation of a high-pressure compressor stage taking manufacturing variability into account[R].ASME Paper GT2010-22484,2010.
    [4] SCHMIDT R,VOIGT M,VOGELER K,et al.Comparison of two methods for sensitivity analysis of compressor blades[R].ASME Paper GT2016-57378,2016.
    [5] 郑似玉,滕金芳,羌晓青.压气机叶片扭转度加工超差分析与研究[J].节能技术,2017,35(2):99-102.
    [6] 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.
    [7] 曹传军,李斌,翟志龙,等.轮廓度与扭转角偏差对压气机气动性能的影响[J].科学技术与工程,2019,19(11):292-298.
    [8] 高丽敏,蔡宇桐,曾瑞慧,等.叶片加工误差对压气机叶栅气动性能的影响[J].推进技术,2017,38(3):525-531.
    [9] TENG X,CHU W L,ZHANG H G,et al.The influence of geometry deformation on a multistage compressor[R].ASME Paper GT2018-75935,2018.
    [10] LI Z H,LIU Y M,AGARWAL R K.Robust optimization design of single-stage transonic axial compressor considering the manufacturing uncertainties[R].ASME Paper GT2018-75415,2018.
    [11] LANGE A,VOIGT M,VOGELER K,et al.Impact of manufacturing variability and nonaxisymmetry on high-pressure compressor stage performance[J].Journal of Engineering for Gas Turbines and Power,2012,134(3):032504.1-032504.8.
    [12] ZHENG S Y,TENG J F,WU Y,et al.Impact of nonuniform stagger angle distribution on high-pressure compressor rotor performance[R].ASME Paper GT2018-76067,2018.
    [13] 郑似玉.压气机叶片加工公差对气动性能的影响[D].上海:上海交通大学,2019.
    [14] LEJON M,ANDERSSON N,ELLBRANT L,et al.The impact of manufacturing variations on performance of a transonic axial compressor rotor[R].ASME Paper GT2018-76340,2018.
    [15] DOW E A,WANG Q.The implications of tolerance optimization on compressor blade design[J].Journal of Turbomachinery,2015,137(10):101008.1-101008.7.
    [16] PULLAN G,YOUNG A M,DAY I J,et al.Origins and structure of spike-type rotating stall[J].Journal of Turbomachinery,2015,137(5):051007.1-051007.11.
    [17] 中国航空工业总公司.叶片叶型的标注、公差与叶身表面粗糙度:HB 5647-1998[S].北京:中国航空工业总公司,1999:25-28.
    [18] JOSLYN H D,DRING R P.Axial compressor stator aerodynamics[J].Journal of Engine for Gas Turbine and Power,1985,107(2):485-493.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  585
  • HTML浏览量:  323
  • PDF量:  155
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-17
  • 刊出日期:  2021-09-28

目录

    /

    返回文章
    返回