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组合压气机通流计算

作　者: 李舒婷
导　师: 葛宁
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 航空宇航推进理论与工程
关键词: 组合压气机 通流计算 气动设计 损失模型 流线曲率法
分类号: V235.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 7次
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内容摘要


目前，轴流-离心组合压气机在国内外航空涡轴发动机中得到了广泛的应用，随着涡轴发动机向高功重比的方向发展，对压缩系统性能的要求也越来越高，因此需要发展和完善压气机的设计方法。通流设计方法在压气机的设计体系中占据了十分重要的地位，对组合压气机的一体化设计起到关键性的作用。本文在前人的工作基础上，以流线曲率法为基础，编写了轴流-离心组合压气机一体化通流计算程序。研究了多种轴流压气机和离心压气机在通流计算中可以使用的损失模型，如叶型损失模型、激波损失模型以及落后角模型等等，并选取应用较为广泛的几种模型优化程序，以提高计算的准确性。应用该程序对74A核心压气机的前三级进口组以及Krain离心叶轮进行了S2流面计算，分别计算得到设计点和非设计点的气动性能参数，并对某轴流-离心组合压气机进行通流计算，通过这几个算例验证了程序的可用性和可靠性。最后运用该程序进行了双转子轴流-离心组合压气机的气动设计。计算结果表明，流线曲率S2通流计算方法不仅可以应用于轴流/离心压气机的设计点和非设计点的计算，还可以用于单/双转子轴流-离心组合压气机的一体化气动设计，结合已有的经验数据和损失模型，能够得到较为准确可靠的结果。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
注释表  11-12
第一章 绪论  12-19
  1.1 研究背景及意义  12-15
  1.2 国内外研究现状  15-18
    1.2.1 通流计算方法的发展  15-16
    1.2.2 通流计算中损失模型的发展  16-18
  1.3 本文研究的主要内容  18-19
第二章 流线曲率通流计算方法  19-32
  2.1 流线曲率法的理论基础  19-20
  2.2 基本方程  20-28
    2.2.1 三维流动基本方程  20-21
    2.2.2 S2 流面的运动方程  21-27
    2.2.3 S2 流面的连续方程  27-28
    2.2.4 S2 流面的能量方程  28
  2.3 流线曲率法的求解步骤  28-31
  2.4 小结  31-32
第三章 轴流压气机通流计算  32-49
  3.1 轴流压气机损失模型  32-40
    3.1.1 熵增关系式  32-34
    3.1.2 激波损失  34-35
    3.1.3 落后角模型  35-36
    3.1.4 最小损失攻角  36-38
    3.1.5 转子叶片效率和静子叶片总压恢复系数  38-39
    3.1.6 流量阻塞系数  39-40
  3.2 环量分布规律  40-41
    3.2.1 等环量分布规律  40
    3.2.2 等反力度分布规律  40-41
  3.3 74A 轴流核心压气机计算验证  41-47
    3.3.1 研究对象  41-42
    3.3.2 计算结果及分析  42-47
  3.4 小结  47-49
第四章 离心压气机通流计算  49-58
  4.1 损失模型  49-52
    4.1.1 叶片表面摩擦损失  49-50
    4.1.2 叶片尾迹掺混损失  50
    4.1.3 叶片载荷损失  50-51
    4.1.4 间隙损失  51
    4.1.5 滑移角和滑移系数  51-52
    4.1.6 离心叶轮效率分布  52
  4.2 离心叶轮环量分布规律  52-53
  4.3 KRAIN离心叶轮算例验证  53-57
    4.3.1 研究对象  53-54
    4.3.2 环量分布规律  54-55
    4.3.3 计算结果及分析  55-56
    4.3.4 损失模型对效率的影响  56-57
  4.4 小结  57-58
第五章 组合压气机通流设计  58-72
  5.1 某型号单转子组合压气机计算验证  58-65
    5.1.1 压气机流道形状和性能参数  58-59
    5.1.2 计算中主要的输入参数  59-62
    5.1.3 计算结果及分析  62-65
  5.2 双转子组合压气机通流设计  65-71
    5.2.1 双转子组合压气机初始设计方案  65-66
    5.2.2 组合压气机输入参数  66-67
    5.2.3 设计点通流计算结果  67-70
    5.2.4 非设计点计算结果  70-71
  5.3 小结  71-72
第六章 结论与展望  72-74
  6.1 本文主要工作总结  72
  6.2 存在的问题  72-73
  6.3 工作展望  73-74
参考文献  74-77
致谢  77-78
在学期间的研究成果及发表的学术论文  78

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空发动机（推进系统） > 空气喷气式发动机 > 燃气涡轮发动机
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