旋轉(zhuǎn)條件下小孔流量系數(shù)試驗(yàn)研究與數(shù)值分析.pdf

1、孔結(jié)構(gòu)作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)中重要的節(jié)流元件，對(duì)空氣系統(tǒng)的流量控制十分重要，因此被廣泛應(yīng)用于渦輪盤、鼓筒、軸等旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)上。本文以航空發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)為研究對(duì)象，采用試驗(yàn)和數(shù)值分析的方法研究了孔長徑比、傾角和倒角等幾何參數(shù)以及壓比等流動(dòng)參數(shù)對(duì)旋轉(zhuǎn)小孔流量系數(shù)的影響規(guī)律，以期為空氣系統(tǒng)孔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐。
　　首先，設(shè)計(jì)了旋轉(zhuǎn)小孔流量系數(shù)試驗(yàn)裝置。針對(duì)以往旋轉(zhuǎn)小孔流量系數(shù)試驗(yàn)研究中泄漏量未測量的問題，改進(jìn)了試驗(yàn)裝置中篦齒封嚴(yán)件和旋

2、轉(zhuǎn)部件結(jié)構(gòu)，保證試驗(yàn)過程中的篦齒封嚴(yán)間隙不變，即相同工況下的篦齒封嚴(yán)泄漏空氣量的不變；建立了旋轉(zhuǎn)小孔流量系數(shù)測量方法，通過保持篦齒封嚴(yán)間隙不變，準(zhǔn)確測量篦齒泄漏量，從而提高了旋轉(zhuǎn)小孔流量系數(shù)的測量誤差。
　　在建立的旋轉(zhuǎn)小孔試驗(yàn)裝置上研究了不同幾何參數(shù)(孔長徑比、傾角、倒角等)和流動(dòng)參數(shù)(壓比)對(duì)旋轉(zhuǎn)小孔流量系數(shù)的影響，并輔以數(shù)值模擬的方法揭示了上述影響機(jī)制。在本文研究參數(shù)范圍內(nèi)，得到如下重要結(jié)論：相同旋轉(zhuǎn)數(shù)下，壓比對(duì)小孔流量系數(shù)

3、幾乎沒有影響；對(duì)于軸向小孔，流量系數(shù)隨著長徑比的增大而增加，并隨著長徑比的增大小孔流量系數(shù)的增幅減小，當(dāng)小孔長徑比增大到一定程度之后，小孔流量系數(shù)基本保持不變，且流量系數(shù)不變時(shí)所對(duì)應(yīng)的長徑比隨著旋轉(zhuǎn)數(shù)的增加而增加，對(duì)于徑向小孔，同一旋轉(zhuǎn)數(shù)下，當(dāng)長徑比l/d≤0.85時(shí)，長徑比對(duì)小孔流量系數(shù)基本沒有影響，當(dāng)長徑比l/d>0.85時(shí)，小孔流量系數(shù)隨著長徑比的增加而略微增加；軸向小孔流量系數(shù)隨著孔傾角的增加而降低，且旋轉(zhuǎn)數(shù)越大，流量系數(shù)的降幅