郑永健1,付磊2,刘若阳2,马宁2,张明1,董旭1,孙大坤1,孙晓峰1
摘要: 为探究金属丝网机匣处理(Wire Mesh Casing Treatment, WMCT)关键结构参数对压气机稳定性的影响规律与扩稳机制,本文针对WMCT轴向安装位置以及腔深开展了研究。采用实验结合数值模拟方法,首先研究了WMCT在五个轴向位置的扩稳效果,并结合三维流场结构及宏观性能参数变化规律,分析了轴向位置对压气机稳定性的作用机制。对于覆盖叶尖前缘的WMCT,通过减小叶尖泄漏涡与叶片吸力面之间的夹角,延缓了叶背分离的发生;对于叶中附近且未覆盖叶尖前缘的情况,通过重新组织WMCT覆盖区的流动结构,阻断叶尖泄漏涡在叶片通道中的发展,延缓了失速的起始。当轴向位置为20 mm时扩稳效果相对最优,在此基础上研究了三个腔深的扩稳效果。研究表明,腔深对叶尖区域堵塞的缓解具有显著作用,且随着腔深增加效果逐渐增强。当腔深超过10 mm后,进一步增加对改善效果影响较小。在扩稳机理方面,WMCT通过调节转子叶片定常载荷分布以提升流动稳定性,同时通过抑制非定常失速先兆的扰动幅值来扩大压缩系统稳定裕度。
中图分类号: