低反動度壓氣機常規(guī)級設計及數值模擬.pdf

1、國內圖書分類號：TK471國際圖書分類號：621.438工學碩士學位論文低反動度壓氣機常規(guī)級設計及數值模擬碩士研究生：王曉鋒導師：王松濤教授申請學位：工學碩士學科、專業(yè)：動力機械及工程所在單位：能源科學與工程學院答辯日期：2008年7月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文摘要壓氣機是現代燃氣輪機的關鍵部件之一，其設計性能的好壞在很大程度上決定了整臺發(fā)動機的性能。因此壓氣機氣動設計是否成功與壓氣機設計體系和設計理論存

2、在著很大程度的關系。而現代軸流壓氣機的發(fā)展趨勢是要求有更高的級負荷和更少的級數，常規(guī)的設計要達到這樣的要求存在著較大的困難，因此本文應用了低反動度軸流壓氣機的設計概念，設計并數值模擬了一級壓氣機來驗證這個設計的可行性。本文首先對軸流壓氣機進行了簡述，介紹了其發(fā)展歷史以及國內外的研究現狀，總結出了現代軸流壓氣機的發(fā)展趨勢，并給出了低反動度高負荷軸流壓氣機的設計概念，詳細闡述了多級低反動度設計的原理內容和限制因素。本文還對近五十年來世界發(fā)達

3、國家的壓氣機設計思想和設計體系的發(fā)展情況進行了概述，并介紹了CFD在葉輪機械中的應用對于壓氣機設計的有力促進。本文以壓氣機設計體系理論和方法為指導，應用多級低反動度高負荷軸流壓氣機的設計概念，設計了壓氣機常規(guī)級方案，選定了通流部分的形式和尺寸，計算了葉柵中徑處的氣動參數和速度三角形。并在此基礎上用Ftran編制了準三維設計程序和葉片成型程序，通過反復迭代，得出沿葉高各個截面的幾何參數和氣動參數，以及沿動葉葉高加功量的拋物線分配情況，最后

4、用Design3D程序進行擬合分析了三維葉片模型。本文根據設計出來的模型，通過商業(yè)軟件NUMECA進行全三維數值模擬，研究分析了動葉柵的流場結構和負荷性能，以及其非設計工況下的工作特性。模擬結果表明設計出的動葉柵具有較高的等熵效率和良好的流場結構。非工況下的計算結果表明該動葉柵的穩(wěn)定工作范圍較寬，可以很好的滿足設計要求。本文最后通過研究靜葉柵不同幾何結構參數的數值計算結果，分析了靜葉柵不同葉柵稠度和不同徑向間隙對氣動性能和流場結構的影響