本技术涉及叶轮机械内部流动控制领域,特别针对进气畸变条件下的涵道风扇。进气畸变包含径向和周向不均匀性,对风扇稳定性影响显著。本技术提出一种非轴对称周向槽机匣处理设计方法,根据进气畸变下风扇失速工况的低能流体分布特性,对堵塞严重区域的叶片通道设计深槽,对堵塞较轻区域设计浅槽,并通过线性平滑过渡连接深槽与浅槽。该设计方法能有效扩展涵道风扇在进气畸变条件下的稳定工作范围,显著提升其稳定性。
背景技术
进气畸变是广泛存在于航空发动机内的一种流动现象,其产生的原因有很多种。飞机的爬升,侧滑和俯冲过程以及飞机进气道的特殊设计等都会引起进气条件的恶化,产生进气畸变。研究发现,进气畸变是涵道风扇失速边界退化和稳态特性衰减的重要因素。涵道风扇在进气畸变的条件下工作时,会破坏涵道风扇本来的工作状态和气流的轴对称流动,导致涵道风扇的稳定性降低,并使其失速边界右移,严重影响发动机的正常运行。因此,开展涵道风扇抗畸变能力的研究具有极其重要的意义
机匣处理作用于转子顶部,通过改善近失速工况下叶尖区域的流动扩宽稳定裕度,其结构较为简单、成本相对低廉、性能可靠,并且具有较强的抗畸变能力。大量研究表明,绝大多数现代轴流压气机的失速先兆率先发生在叶尖区域,将机匣处理的扩稳方法用在涵道风扇中,有望提升涵道风扇的抗畸变能力。
机匣处理结构类型多种多样,目前对其的研究多集中在周向槽和轴向缝上。但相较于轴向缝,周向槽对压气机起到一定扩稳作用的同时对压气机的峰值效率影响较小,因此得到了更多的关注。
实现思路