进口周向总压畸变对轴流压气机性能与流场影响的深入解析

本文主要探讨了2010年7月发表在《机械科学与技术》期刊上的论文，标题为《进口总压畸变对压气机性能及流场影响的机理研究》。作者张浩光、楚武利、吴艳辉和苏中亮来自西北工业大学动力与能源学院，西安。该研究采用了三维非定常数值方法来深入研究轴流压气机转子在遭遇进口周向总压畸变时的性能变化及其内部流场特性。 研究发现，进口周向总压畸变对压气机性能产生了显著影响。首先，它降低了压气机的稳定性，减少了压气机的稳定裕度，这意味着压气机在面对操作条件变化时，其保持正常运行的能力下降。其次，压气机的等熵效率也受到了负面影响，这直接影响了压气机的能效，因为等熵效率是衡量压气机工作效能的一个重要指标。 通过对压气机内部流场的详细分析，研究揭示了压气机性能下降的机理。当发生总压畸变时，50%-100%叶展内的气流进气角明显减小，这种变化导致气流进入叶片的初始速度和角度不均衡，从而影响了整个压缩过程的效率。此外，总压畸变还增强了产生叶尖泄漏运动的动力，使得叶顶间隙的泄漏涡旋更早地形成并加剧，导致涡旋核心破碎，产生高阻塞，最终引发压气机失速现象。 这篇论文为我们理解进口总压畸变如何通过改变气流动力学特性，影响轴流压气机的工作性能和内部流动行为提供了重要的理论依据，这对于压气机设计和优化，以及实际工程中的压气机运行稳定性控制具有重要意义。通过这项研究，工程师们可以更好地应对和预防由于总压畸变引起的潜在问题，确保压气机在极端工况下的高效和安全运行。