高空条件下喷水冷却对压气机性能的影响

作者：崔凯; 闫志男; 胡锡文; 夏国正; 邓庆锋

来源：风机技术, 2021, 63(05): 38-44.

DOI：10.16492/j.fjjs.2021.05.0007

• 湿压缩
• 喷水冷却
• 两相流
• 激波
• 模化理论

为进一步适应高超声速飞行器的动力需求,根据现有燃气轮机循环特性,通过降低涡轮发动机压气机中的气流温度,提升发动机总体性能以适应更高的飞行速度。本文基于两相流动模型,根据进气道总压恢复系数,计算经验公式,求得高马赫数下压气机进口条件,通过模化理论对高空条件下的喷水冷却湿压缩过程进行了数值分析,探索了两相流动对压气机的内部流场及其性能的影响。研究表明:对于同一燃气轮机,通过喷水冷却,可以有效控制压气机压缩过程的温度升高,在25km高空以3.5Mach飞行时温度下降最高可达100K。喷水会改变压气机内部流场。对比发现,喷水后压气机动叶内的激波后移,激波后动叶叶背分离加大,同时由于离心力作用水滴集中在叶尖处,这引起了更大径向分布不均匀性。模拟结果表明,越小的喷雾直径,其湿压缩效果更好。

• 单位
  中国核电工程有限公司