轴流压气机转子近叶尖流动的试验和数值研究之一:准定常工况流动特征分析

工程热物理学报 , 2013, 34(5): 836-840.

轴流压气机转子近叶尖流动的试验和数值研究之一:准定常工况流动特征分析

吴艳辉 ^1, , 吴俊峰 ^2, , 稂仿玉 ^3, , 王晓 ^4,

1.西北工业大学动力与能源学院,陕西西安710072

2.西北工业大学动力与能源学院,陕西西安710072

3.西北工业大学动力与能源学院,陕西西安710072

4.西北工业大学动力与能源学院,陕西西安710072

基金项目: 西北工业大学基础研究基金(JC201246) 航空科学基金(2012ZB53017) 国家自然科学基金(51076133,51276148) 新世纪优秀人才支持计划(12GH0002)

关键词：轴流压气机 , 近叶尖流场 , 泄漏流 , 非定常性

Experimental and Numerical Investigation of Near-Tip Flow-Field in an Axial Flow Compressor Rotor-Part Ⅰ: Flow Characteristics at Quasi-Steady Operating Conditions

WU Yan-Hui ^1, , WU Jun-Feng ^2, , LANG Fang-Yu ^3, , WANG Xiao ^4,

1.西北工业大学动力与能源学院,陕西西安710072

2.西北工业大学动力与能源学院,陕西西安710072

3.西北工业大学动力与能源学院,陕西西安710072

4.西北工业大学动力与能源学院,陕西西安710072

Keywords： axial-flow compressor , near tip flow-field , tip leakage flow , unsteadiness

采用机匣壁动态压力测量技术对某高速亚音轴流压气机转子中转数可压条件下不同工况点叶尖流场进行了测量.在对试验测量结果进行详细分析的基础上,结合全通道定常数值模拟结果对试验观察到的流动现象进行了解释.结果表明:随着工况点从大流量向近失速工况推进,主流和间隙流交接面位置向叶片前缘平面推进,这是试验测量动态压力FFT分析中的整个带宽范围的高幅值区向叶片前缘平面移动的原因.当工况点推进到近失速边界的某一点时,位于叶片通道中的动态压力传感器感受信号的FFT分析中均发现了低于叶片通过频率的一定带宽的高幅值区,这表明近叶尖流场出现了类似于“旋转不稳定性”的非定常流动现象.

参考文献

[1]	R. Mailach;I. Lehmann;K. Vogeler .Rotating Instabilities in an Axial Compressor Originating From the Fluctuating Blade Tip Vortex[J].Journal of turbomachinery,2001(3):453-460.
[2]	Joachim Marz;Chunill Hah;Wolfgang Neise .An Experimental and Numerical Investigation into the Mechanisms of Rotating Instability[J].Journal of turbomachinery,2002(3):367-374.
[3]	Y. Wu;Q. Li;W. Chu;H. Zhang;Z. Su .Numerical investigation of the unsteady behaviour of tip clearance flow and its possible link to stall inception[J].Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A. Journal of power and energy,2010(1):85-96.

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