轴向偏转型自循环机匣处理对高速压气机扩稳效果的影响机理

doi:10.13675/j.cnki.tjjs.190697

推进技术 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (12): 2691-2699.DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.190697

轴向偏转型自循环机匣处理对高速压气机扩稳效果的影响机理

王广¹，楚武利^1,2，陈向艺¹，迟志东¹，张皓光¹

1.西北工业大学动力与能源学院，陕西西安 710129;2.先进航空发动机协同创新中心，北京 100191

发布日期:2021-08-15
作者简介:王广，博士生，研究领域为叶轮机械气动热力学。E-mail：wangguang@mail.nwpu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金（51576162）；国家自然科学基金重点项目（51536006）。

Influence Mechanism of Axial Deflection Self-Circulating Casing Treatment on Stability Enhancement of High-Speed Compressor

1.School of Power and Energy，Northwestern Polytechnical University，Xi’an 710129，China;2.Collaborative Innovation Center of Advanced Aero-Engine，Beijing 100191，China

Published:2021-08-15

摘要/Abstract

摘要： 为了削弱叶顶泄漏流的不利影响，扩大轴流压气机的稳定工作范围，提出了一种改进的轴向偏转型自循环机匣处理结构，偏转角度为叶片顶部弦长与压气机轴向的夹角。以高速轴流压气机的孤立转子为研究对象，设计了正偏和反偏2种轴向偏转型自循环机匣处理方案，进行了单通道非定常数值模拟。结果表明：相对于实壁机匣，压气机在正偏、反偏自循环机匣处理时的综合稳定裕度分别增加了11.52%，10.15%，峰值效率仅分别下降了0.32%，0.59%。轴向正偏型自循环机匣处理比轴向反偏型自循环机匣处理的扩稳效果更好，而且效率下降更少。

关键词: 轴流压气机;自循环机匣处理;轴向偏转角;数值模拟;机理分析

Abstract: In order to weaken the negative effect of tip leakage flow and expand the stable working range of axial compressor， an improved axial deflection self-recirculating casing treatment structure was proposed. The deflection angle is the angle between the chord length of the blade top and the axial direction of the compressor. Taking an isolated rotor of high-speed axial compressor as the research object， two kinds of treatment schemes of deflection type self-recirculation casing， positive and reverse deflection， were designed firstly， and then a single channel unsteady numerical simulation was carried out. The results show that， compared with the solid wall casing， the comprehensive stability margin of the compressor increased by 11.52% and 10.15%， respectively when it is treated with positive and negative deflection self-recirculation casing， and the peak efficiency only decreases by 0.32% and 0.59%， respectively. Compared with the axial negative deflection self-recirculation treatment， the axial positive deflection self-recirculation has better stability expansion effect and less efficiency reduction.

Key words: Axial flow compressor;Self-recirculating casing treatment;Axial deflection angle;Numerical simulation;Mechanism analysis

王广，楚武利，陈向艺，迟志东，张皓光. 轴向偏转型自循环机匣处理对高速压气机扩稳效果的影响机理[J]. 推进技术, 2020, 41(12): 2691-2699.

WANG Guang¹, CHU Wu-li^1,2, CHEN Xiang-yi¹, CHI Zhi-dong¹, ZHANG Hao-guang¹. Influence Mechanism of Axial Deflection Self-Circulating Casing Treatment on Stability Enhancement of High-Speed Compressor[J]. Journal of Propulsion Technology, 2020, 41(12): 2691-2699.

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Influence Mechanism of Axial Deflection Self-Circulating Casing Treatment on Stability Enhancement of High-Speed Compressor

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