前緣彎掠（扭）斜流轉(zhuǎn)子內(nèi)流機(jī)制的數(shù)值分析及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文自行設(shè)計(jì)并研制了前緣彎掠（扭）斜流轉(zhuǎn)子，在自行設(shè)計(jì)和集成制造的全自動(dòng)風(fēng)機(jī)外特性實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行的氣動(dòng)特性測(cè)試結(jié)果表明，前緣彎掠（扭）斜流轉(zhuǎn)子消除了常規(guī)斜流轉(zhuǎn)子在低流量時(shí)的失速區(qū)域，擴(kuò)大了運(yùn)行工況范圍。前緣彎掠（扭）斜流轉(zhuǎn)子的計(jì)算結(jié)果和性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。文中數(shù)值分析了前緣彎掠（扭）斜流轉(zhuǎn)子葉頂間隙泄漏渦在不同間隙時(shí)的流動(dòng)機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)：大間隙時(shí)，葉頂間隙泄漏流與主流發(fā)生了強(qiáng)烈的卷吸；葉頂泄漏渦產(chǎn)生于弦長(zhǎng)33％的軸向位置，靠近吸力面，泄漏

2、渦沿著與轉(zhuǎn)子旋向相反的方向朝相鄰葉片的壓力面向下游發(fā)展。葉頂間隙增加時(shí)，泄漏渦增強(qiáng)。當(dāng)流量減小時(shí)，葉頂泄漏渦的作用區(qū)域擴(kuò)大，損失增加，間隙泄漏流與主流的卷吸作用更加強(qiáng)烈。本文應(yīng)用PIV技術(shù)首次對(duì)前緣彎掠（扭）開(kāi)式斜流轉(zhuǎn)子的葉尖渦流動(dòng)特性進(jìn)行了測(cè)量并與CFD結(jié)果作了比較。PIV測(cè)量結(jié)果表明，葉尖渦是由沿子午面流動(dòng)的主氣流與從葉頂外側(cè)吸入的氣流相互卷吸而產(chǎn)生，葉尖渦產(chǎn)生于葉片吸力面近葉頂區(qū)域，大致沿著一條與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反的斜線向轉(zhuǎn)子下游