风扇/压气机技术发展和对今后工作的建议

时间:2022-12-13 05:09:36 作者:宇宙伟人年羹尧 综合材料 收藏本文 下载本文

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篇1:风扇/压气机技术发展和对今后工作的建议

风扇/压气机技术发展和对今后工作的建议

摘要:风扇/压气机是航空涡轮发动机的关键部件之一,高推重比发动机对它们提出了更高的要求,出现了一些新的技术问题需要加以研究解决.本文评述了风扇/压气机的发展趋势,对于提高其性能的主要措施如高叶片速度,低展弦比,高通流进口级,掠形叶片技术,大小叶片气动布局等都作了详尽程度不同的评述.风扇/压气机内的`非定常流动不仅影响气动性能,而且影响可靠性,如高周疲劳、失速和颤振等,应加强研究.现代计算流体力学为我们提供了跨越式发展的可能性.本文对今后工作提出了建议. 作者: 陈矛章 Author: 作者单位: 北京航空航天大学,动力系,北京,100083 期 刊: 航空动力学报   ISTICEIPKU Journal: JOURNAL OF AEROSPACE POWER 年,卷(期): 2002, 17(1) 分类号: V235.13+1 关键词: 风扇    压气机    叶片    非定常流    机标分类号: V23 V26 机标关键词: 风扇    压气机    航空涡轮发动机    叶片技术    计算流体力学    跨越式发展    非定常流动    气动性能    气动布局    加强研究    技术问题    关键部件    高周疲劳    发展趋势    低展弦比    大小叶片    推重比    可靠性    高通流    失速 基金项目: 风扇/压气机技术发展和对今后工作的建议[期刊论文]  航空动力学报 --2002, 17(1)陈矛章风扇/压气机是航空涡轮发动机的关键部件之一,高推重比发动机对它们提出了更高的要求,出现了一些新的技术问题需要加以研究解决.本文评述了风扇/压气机的发展趋势,对于提高其性能的主要措施如高叶片速度,低展弦比,高通流...

篇2:耦合对风扇、压气机畸变传递特性的影响

耦合对风扇、压气机畸变传递特性的影响

本文从下游部件对具有畸变流动的压气机性能的'影响机理出发,着重分析了由于高压压气机的存在对具有进口压力畸变的风扇出口畸变强度的影响.采用一种新的快速收敛方法,结合某型号发动机对耦合的影响进行了定量计算.结果表明,由于高压压气机的存在,风扇出口的畸变传递特性明显不同于忽略高压压气机的畸变传递特性,紧密的藕合容易引起下游高压压气机喘振.

作 者:王占学 唐狄毅 王建峰 Wang Zhanxue Tang Diyi Wang Jianfeng  作者单位:西北工业大学703教研室,陕西,西安,710072 刊 名:航空动力学报  ISTIC EI PKU英文刊名:JOURNAL OF AEROSPACE POWER 年,卷(期):2000 15(2) 分类号:V231 关键词:耦合   压气机特性   传递  

篇3:风扇/压气机气动设计技术与挑战

风扇/压气机气动设计技术与挑战

大涵道比涡扇发动机以其高循环参数、低耗油率、低污染、低噪声、高可靠性和长寿命等显著特点,代表了一个国家民用航空发动机技术的最高水平,也是一个国家科技水平和创新能力的重要标志.

作 者:陈懋章 刘宝杰  作者单位:北京航空航天大学能源与动力工程学院 刊 名:航空制造技术  ISTIC英文刊名:AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 年,卷(期):2007 “”(11) 分类号: 关键词: 

篇4:风扇/压气机进口畸变问题数值研究进展

风扇/压气机进口畸变问题数值研究进展

现代航空发动机的非常规机动性和超音速机动性使风扇/压气机经常工作在非均匀的`进口条件下,研究进口流场畸变对其内部流场及性能的影响对改善发动机的经济性和可靠性以及提高抗畸变能力具有重要的理论意义和工程应用价值.自20世纪50年代以来,进口总压畸变问题的数值研究不断发展进步,很多模型被提出并验证.较全面地介绍了国内外进口畸变问题的数值研究方法的发展,并对各模型的特点和应用范围进行了分析和对比,得出在硬件允许的情况下,采用全流道非定常数值模拟可以更准确地刻画流动的周向特性和内部流场结构,有利于细致研究畸变流场的内部流动机理.

作 者:陶立权 孙鹏 杨坤 TAO Li-quan SUN Peng YANG Kun  作者单位:陶立权,杨坤,TAO Li-quan,YANG Kun(中国民航大学航空工程学院,300300)

孙鹏,SUN Peng(大连海事大学轮机工程学院,116026)

刊 名:中国民航大学学报  ISTIC英文刊名:JOURNAL OF CIVIL AVIATION UNIVERSITY OF CHINA 年,卷(期):2010 28(2) 分类号:V231.3 关键词:风扇/压气机   进口畸变   数值模拟  

篇5:分流机匣对风扇/压气机性能影响的计算比较

分流机匣对风扇/压气机性能影响的计算比较

采用流线曲率法、端部势流场分析加附面层修正等数值模拟手段,就分流机匣对风扇/压气机性能的影响展开研究,主要针对分流机匣端部中弧线形状、端弧形状,以及其轴向位置所引起的风扇/压气机特性变化规律进行了分析。研究结果表明:分流机匣几何参数及其轴向位置对整个风扇/压气机的性能有相当大的`影响,对其几何参数的合理选取可以使风扇/压气机在较大的涵道分流比范围内,有效控制机匣内外表面附面层流动状况,在抑制紊流附面层分离,改善堵塞裕度方面有独特作用。

作 者:刘波 王强  作者单位:刘波(西北工业大学 704教研室,)

王强(中国航空动力控制系统研究所,)

刊 名:航空动力学报  ISTIC EI PKU英文刊名:JOURNAL OF AEROSPACE POWER 年,卷(期):2001 16(1) 分类号:V231.3 关键词:分流机匣   风扇/压气机性能   流线曲率法   数值模拟  

篇6:浅析航空压气机及其发展趋势

浅析航空压气机及其发展趋势

压气机(compressor):燃气涡轮发动机中利用高速旋转的叶片给空气作功以提高空气压力的部件。

摘要:作为航空发动机的核心部件之一,压气机的作用是给燃烧室提供经过压缩的高温、高压气体。为了能够全面了解航空压气机,本文系统地介绍了压气机的分类、性能指标以及发展趋势,进一步推动我国航空事业的发展。

关键词:航空发动机;高温、高压;性能指标;压气机

一、压气机分类

1.1 离心式压气机

离心式压气机由进气系统、叶轮、扩压器和集气管等四部分组成,它通过中间轴与涡轮相连。为了增加进气量,叶轮采用双面进气,这样有利于平衡作用在轴承上的轴向力。为迎合气流相对运动的速度方向,叶轮的进口部分做成旋转方向前弯。工作轮叶片之间呈径向辐射状的通道,气流通过工作轮增加速度和压力。当气流从工作叶轮流出后,进入扩压器。扩压器与叶轮之间存在较大缝隙,气流在缝隙中也起到扩压作用,故该扩压器也称缝隙扩压器。从扩压器出来的气体进入集气管进一步减速扩压,然后进入燃烧室。

1.2 轴流式压气机

通过压气机的空气基本上沿轴向流动,因此叫做轴流压气机。轴流压气机主要由静子和转子两部分组成。静子是静子组合件的总称,包括机匣和整流器。在单转子涡喷发动机中,压气机机匣由进气装置、整流器机匣和扩压器机匣组成。在双转子压气机中,在风扇和压气机之间还有一个分流机匣,将内涵道和外涵道的气流分开,在高压和低压之间还有一个中间机匣,将气流由低压压气机顺利引到高压压气机中。转子是一个高速旋转对气流做功的组合件。在双转子涡喷发动机中,压气机又分为低压转子和高压转子,在双转子涡扇发动机中,低压转子就是风扇转子,或者是风扇转子和低压压气机转子的组合。一排转子叶片和一排静子叶片组成轴流压气机的一个级。在某些压气机第一级前面装有预旋的导流叶片,其目的是使气流在进入第一级时获得所需的流场分布。空气通过轴流压气机时不断受到压缩,空气比容减小、密度增加。因而轴流式压气机的'通道截面积逐渐减小,呈收敛性,压气机出口截面比进口截面积要小的多。

轴流式压气机的流动特点使其在结构上容易组织多级压缩,以每一级都较低的增压压力比获得较高的压气机总增压压力比。一般每级的增压压力比在1.15~1.35之间,使得空气流经叶片通道时无需急剧的改变方向,这样就减少了流动损失,因而压气机效率高,特别是大流量时,轴流式压气机较离心式压气机更容易获得较高的效率,一般轴流式压气机的效率可达87%以上,而离心式压气机的效率最高可达85%,与离心式压气机相比,多级轴流压气机还具有大流量,高效率,小迎风面积等优点。因此,近代大功率燃气轮机大多数都采用多级轴流压气机来压缩气体。

二、压气机的功能和主要性能指标

压气机的功能是用来提高进入发动机内的空气动力,供给发动机工作时所需的压缩空气,也可为座舱增压、涡轮散热和其他发动机的起动提供压缩空气。

评定压气机性能的主要指标有增压比、效率、外面尺寸和重量、工作可靠性、制造和维修所需的费用。对于航空发动机来说,最重要的指标之一是外面的尺寸,它用单位质量流量来衡量,即通过发动机单位面积的空气质量流量来决定。

对于压气机结构设计主要有以下几个要求:满足发动机性能设计提出的各项要求;具有足够的强度、适宜的刚度和更小的振动;结构简单,尺寸小,重量轻;工作可靠,寿命长;维修性、检测性好,性能制造成本低等五个基本要求。

三、压气机的发展动态及趋势

随着飞机对发动机的推重比、能量利用率及其他方面的要求不断提高,发动机对压气机也提出了更高的要求。而材料、工艺、试验技术、气动设计理论和计算流体力学的巨大进步又为不断提高的要求提供了必要的条件和技术支持。以下为压气机近一段时间的基本趋势和未来的发展方向。

(1)更高的叶尖切向速度:提高叶尖的切向速度是提高单级加功的有效途径。现代军用发动机风扇和低压压气机的切向速度为400-500m/s。某国为研制用于未来战斗机的发动机,对压气机和风扇进行了大量的远远超过现役机种水平的先期性设计试验研究,其切向速度可达577-630m/s,单级压气机的增压比为3.2,双级压气机达4.57,三级压气机可达8.07。

(2)更高的转子亚比:一般不断提高单转子核心压气机的压比。

(3)更高级的气动负荷和单级压比:提高级的气动负荷一直是设计人员所追求的目标,为此采用更完善的气动设计和造型;采用低展弦比、高稠密度的叶片设计及更大的叶片安装角等等。

(4)更高的效率。

参考文献:

[1]王云.航空发动机原理[M].北京:北京航空航天大学出版社,2009:85-88.

[2]周贺,张志轩.航空发动机原理及进展研究[J].南方农机,2015(10):43-45.

[3]李凤霞,徐宁.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用探讨[J].电子技术与软件工程,2015(10):159.

[4]刘靖桐.面向Web2.0的web应用前端开发框架的设计与实现[D].北京邮电大学,2014,1(17).

[5]吕昕.基于Web的富客户端跨平台移动应用开发技术研究[D].云南大学,2015,4(01).

篇7:轴流压气机特性预测

轴流压气机特性预测

对某一预测压气机性能的.算法进行了分析研究.该算法是基于20多台压气机数据综合分析得出的一系列半经验公式和修正系数,并结合压气机几何参数来预测压气机性能.在对原算法进行深入分析的基础上,对分解单级特性的算法提出了改进方案.为验证改进方案的可行性和适用性,对2台多级轴流压气机性能进行了计算.结果表明,分解单级特性的改进方案是可行的.

作 者:李立君 黄杰 唐狄毅 宋文艳 王晓锋  作者单位:西北工业大学,航空动力与热能工程系,陕西,西安,710072 刊 名:西北工业大学学报  ISTIC EI PKU英文刊名:JOURNAL OF NORTHWESTERN POLYTECHNICAL UNIVERSITY 年,卷(期):2003 21(1) 分类号:V235.11 关键词:多级轴流压气机   性能预测   单级特性  

篇8:超跨音速轴流风扇、压气机级最大负荷能力研究

超跨音速轴流风扇、压气机级最大负荷能力研究

多级风扇、压气机中单级超跨音轴流级的加功增压能力是受许多因素限制的,即单级的负荷能力是有上限的'.本文用模型研究了超跨音轴流级在全级可正常工作和级间匹配的最宽条件下的最大级负荷能力.得出这个能力为级增压比小于3.7,同时得出各约束条件的影响图线.

作 者:朱国东 李培军 单鹏  作者单位:北京航空航天大学,动力系,北京,100083 刊 名:航空动力学报  ISTIC EI PKU英文刊名:JOURNAL OF AEROSPACE POWER 年,卷(期):2002 17(5) 分类号:V235.12 关键词:轴流压气机   高负荷   激波结构   推重比  

篇9:先进航空涡扇发动机风扇/压气机的先进结构与新材料

先进航空涡扇发动机风扇/压气机的先进结构与新材料

高推重比是先进发动机性能的重要指标,减轻质量是提高这一指标的重要途径.减轻质量要求采用新的轻质结构,而轻质结构的实现又离不开新工艺和新材料.航空涡扇发动机风扇/压气机的'先进结构及新材料部件的研制和应用,将为研制未来的风扇/压气机打下坚实的基础

作 者:梁春华 李宏新 凌瑶  作者单位:沈阳航空发动机设计研究所 刊 名:航空制造技术  ISTIC英文刊名:AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 年,卷(期):2007 “”(1) 分类号:V2 关键词: 

篇10:轴向间距对压气机稳定性的影响

轴向间距对压气机稳定性的影响

对低速轴流压气机五个轴向间距下的压气机特性进行了试验.通过试验分析了轴向间距对压气机失速点流量,以及对压气机工作于多团旋转失速流量范围的影响,论证了静子在轴流压气机中具有抑制扰动波发展以及增强气动稳定性的作用.实验结果表明,随着转静子之间轴向间距的减小,静子的.增稳作用增强,压气机的失速流量减小.

作 者: 作者单位: 刊 名:南京航空航天大学学报(英文版)  EI英文刊名:TRANSACTIONS OF NANJING UNIVERSITY OF AERONAUTICS AND ASTRONAUTICS 年,卷(期):2005 22(3) 分类号:V231.3 关键词:轴向间距   压气机性能   气动稳定性   失速特性   失速模态   axial spacing   compressor performance   flow stability   stalled characteristic   stall pattern  

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