转子叶尖间隙形状对跨声速轴流压气机性能影响机理分析

作者：张成烽; 张国臣; 徐志晖; 孙丹; 刘鹏程

来源：航空发动机, 2023, 49(03): 66-74.

DOI：10.13477/j.cnki.aeroengine.2023.03.009

• 叶尖间隙
• 叶尖泄漏流
• 转子
• 失速裕度
• 间隙形状
• 总压比
• 总压损失系数
• 跨声速轴流压气机

为研究转子不同叶尖间隙形状对跨声速轴流压气机性能的影响机理，分别对平行式叶尖间隙进行渐变式和阶梯式改型优化，并利用商业软件NUMECA进行数值模拟。结果表明：对平行式叶尖间隙进行渐变式和阶梯式改型优化后，压气机性能有较大提高，改型后0.204-0.408的各类间隙压气机性能优于0.408-0.204间隙的。相比较平行间隙PTC 0.204-0.204，渐变式TTC0.204-0.408和阶梯式STC 0.204-0.408的失速裕度分别提高1.12%和1.61%，峰值效率基本不变，同时近失速工况下的总压比和效率也略有提高。叶尖泄漏涡得到抑制，间隙处的流体低速区明显减小，流动损失减小，流场得到较大改善。转子通道的总压比在85%叶高处明显提高，分别提高了1.01%和3.13%。阶梯式叶尖间隙压气机的静子通道40%叶高处总压损失系数减小达75.4%。对平行式叶尖间隙进行改型处理能够有效提高压气机性能，且阶梯式叶尖间隙比渐变式的对压气机性能提高的效果更加显著。

• 单位
  沈阳航空航天大学