緊湊高效擴壓器設(shè)計技術(shù)研究.pdf

1、保形通道式擴壓器是一種新型的葉片式擴壓器結(jié)構(gòu)，其葉片從徑向段進口到軸向段出口是一體化的，因此氣流流過擴壓器，相當于流過一系列管道，其通道面積分布形式和通道構(gòu)造角分布形式對擴壓器性能有著決定性的影響。而擴壓器的徑向尺寸限制了擴壓器通道的流道長度，對擴壓器的性能也有著重要影響，同時擴壓器的徑向尺寸往往決定了對發(fā)動機的徑向尺寸大小，制約了發(fā)動機結(jié)構(gòu)緊湊化的發(fā)展趨勢。為了設(shè)計結(jié)構(gòu)更加緊湊性能更好的擴壓器，本文對保形通道式擴壓器的三個關(guān)鍵參數(shù)（半

2、徑比、通道面積和通道構(gòu)造角）開展研究，主要包括以下內(nèi)容：
　　1）研究不同半徑比情況下通道面積分布對擴壓器性能的獨立影響規(guī)律
　　分別在擴壓器最大-進口半徑比分別為1.2、1.4和1.6的三種尺寸下，單獨研究擴壓器通道面積分布的設(shè)計規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，半徑比為1.2時，最佳通道面積分布方式是線性度為0的形式；半徑比為1.4時，最佳通道面積分布方式是線性度為12.7的形式；半徑比為1.6時，最佳通道面積分布的線性度為19.6。

3、r>　　2）研究不同半徑比情況下通道構(gòu)造角分布對擴壓器性能的獨立影響規(guī)律
　　分別在擴壓器最大-進口半徑比為1.2、1.4和1.6的三種尺寸下，保證所有方案通道面積分布相同，單獨研究擴壓器通道構(gòu)造角分布的設(shè)計規(guī)律。研究表明，在本文的研究范圍內(nèi)，三種徑向尺寸下，擴壓器的性能都是在通道構(gòu)造角分布的線性度取最大值時，達到最高性能。
　　3）分析了子午流道和葉片前后緣形狀對通道面積分布規(guī)律的影響
　　子午流道和前后緣形狀的變化

4、對擴壓器面積分布形式有一定的影響，但是通道面積分布曲線中間大部分形狀保持不變，線性度的值不變，說明通道面積分布曲線主體形狀沒有受到影響。研究表明，子午流道和葉片前后緣形狀的變化并不影響擴壓器通道面積分布規(guī)律的確定，通道面積分布曲線主體形狀，決定了擴壓器性能的高低。
　　4）分析了半徑比、通道面積分布和通道構(gòu)造角分布對擴壓器性能的耦合影響
　　通過對半徑比、通道面積以及通道構(gòu)造角三者對保形通道式擴壓器性能影響的交叉對比分析發(fā)現(xiàn)

5、，在本文的研究范圍內(nèi)，擴壓器通道面積分布和通道構(gòu)造角分布規(guī)律具有獨立性，其中面積分布對擴壓器性能影響更大，尤其是通道面積分布取最佳方案時，通道構(gòu)造角分布在很大的范圍內(nèi)對擴壓器性能影響很小。擴壓器半徑比對最佳通道面積分布的規(guī)律的影響更為明顯，隨著擴壓器半徑比的變大，最佳通道面積分布的線性度逐漸增大。
　　5）對某分段式葉片擴壓器進行保形通道式改型設(shè)計
　　根據(jù)本文研究的設(shè)計規(guī)律，以某分段式擴壓器最高性能點為設(shè)計點，進行兩種保形