高負(fù)荷壓氣機(jī)葉柵采用附面層抽吸的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、現(xiàn)代高性能葉輪機(jī)械的發(fā)展對壓氣機(jī)的負(fù)荷提出了越來越高的要求，而負(fù)荷的增大將導(dǎo)致附面層增厚、氣流阻塞、高損失范圍增大等不利影響，因此在提高葉片負(fù)荷的同時(shí)，抑制或消除附面層分離，降低葉柵的損失，對提高壓氣機(jī)的負(fù)荷、減小端部損失、提高壓氣機(jī)效率、增加穩(wěn)定工作范圍意義重大。而附面層吸除技術(shù)是一種非常有效的解決手段。
　　本文實(shí)驗(yàn)以低速平面葉柵風(fēng)洞為平臺(tái)，設(shè)計(jì)并加工了葉片吸力面上不同弦向位置的吸氣槽，以及進(jìn)行吸氣和調(diào)節(jié)吸氣量的設(shè)備，同時(shí)構(gòu)建

2、了實(shí)驗(yàn)臺(tái)測量和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在不同吸氣量（進(jìn)口流量的0.5％、1.0%和1.5%）和吸氣位置（軸向弦長的25%、35%、48%和60%）等條件下，測試了高負(fù)荷壓氣機(jī)葉柵在設(shè)計(jì)沖角下的氣動(dòng)性能。對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行后處理，得到了測量面上的總壓損失系數(shù)、二次流矢量、節(jié)距平均總壓損失系數(shù)、葉柵出口節(jié)距平均氣流角、型面靜壓系數(shù)等重要參數(shù)的分布規(guī)律。同時(shí)還采用墨跡顯示方法研究了葉柵端壁和葉片表面的氣流流動(dòng)狀況。
　　研究結(jié)果表明，附面層吸除技術(shù)能

3、夠有效減弱吸力面的附面層分離、減小角區(qū)分離的強(qiáng)度和范圍，減小損失，增加葉片負(fù)荷并提高氣流折轉(zhuǎn)能力，顯著改善大轉(zhuǎn)角壓氣機(jī)葉柵氣動(dòng)性能，隨吸氣量增加，吸力面角區(qū)低能流體積聚減弱，阻塞作用減輕，負(fù)荷增加，氣流落后角減小，且在附面層分離充分發(fā)展的位置，采用大吸氣量可以得到更明顯的改善效果；附面層抽吸對通道渦核心的位置影響較小，卻能降低其強(qiáng)度和尺寸，吸氣位置位于分離點(diǎn)附近時(shí)，吸氣對通道渦的抑制效果明顯增強(qiáng)；葉片吸力面開全葉高槽進(jìn)行附面層抽吸對端部

4、氣動(dòng)性能影響較小，葉展中部流動(dòng)的改善是導(dǎo)致整個(gè)葉柵損失下降的主要原因，在分離線后、通道渦尚未充分發(fā)展而遠(yuǎn)離壁面的位置進(jìn)行抽吸，可明顯減小端區(qū)的損失；最佳吸氣量與吸氣位置的布置有關(guān)，當(dāng)吸氣位置在原型分離起始位置及其上游位置時(shí)，流動(dòng)并未發(fā)生分離或分離程度很小，低能流體相對較少，采用吸力面吸氣只能延緩?fù)ǖ罍u的發(fā)展，在較小的吸氣量下即得到了該吸氣位置的最佳效果，繼續(xù)增加吸氣量還會(huì)對主流區(qū)流動(dòng)產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致葉柵氣動(dòng)性能不隨吸氣量增大而得到更大改善