高出口馬赫數葉型流動與設計.pdf

1、如今，在不斷追求航空燃氣渦輪發(fā)動機的更高推重比和熱效率大背景下，高壓渦輪級數最小化成為了渦輪部件發(fā)展的主要趨勢之一，但考慮到葉片材料、制造工藝和工作壽命等限制因素，唯一實現高負荷渦輪的方式也許只有不斷提高出口馬赫數一條途徑。
　　現代航空發(fā)動機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型，其中渦輪部件流場內的最高馬赫數多在1.2-1.3之間，相關研究表明，只有采用縮放型流道的葉柵才能獲得更高的出口馬赫數。然而，對漸縮葉柵

2、進行較為深入分析并找到其在高出口馬赫數下的主要損失原因，這對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，以某型航空發(fā)動機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象，分別從流場內激波系的演變、一維參數、總壓損失、基壓等角度深入解析兩種流道形式葉柵的性能，具體的研究內容包括以下幾個方面：
　　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，進一步認識了流場內激波系、膨脹波系的

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

4、性能隨出口馬赫數的變化，著重分析了變背壓工況下葉柵內損失情況?？s放葉柵的后彎角對流場的影響也是不容忽視的，本文也對其展開了研究。
　　最后，本文研究了縮放葉柵的流道喉部內切圓直徑 At與流道出口內切圓直徑 Ao的比值變化對流場的影響，這一參數對了解縮放型葉柵內部的流場有著積極的作用。
　　目前，對于兩種流道形式葉柵進行深入對比研究的文獻比較少見，本文通過對兩者流場的基本分析，尤其是損失方面的分析，積累相關葉型方面的經驗，為今