机匣凹槽对轴流压气机性能的影响

摘要

燃气轮机压气机的稳定运行范围由于每级最大负荷而减少。最大性能与稳定运行状态密切相关,如果运行状态发生一些快速变化,则会导致流动失稳,并导致旋转失速。为避免这种情况,应保持适当的失速裕度,使轴流压气机性能更好。通过叶尖和机匣壁面处理可以提高失速裕度。为提高轴流压气机的失速裕度,机匣处理被广泛用于被动流动控制。当前的CFD研究使用NASA转子37通过有限体积技术离散3D RANS方程来研究凹槽的性能。为了验证转子37,对一个通道进行了稳态仿真。仿真结果与总压比和效率的实验测量数据非常吻合。根据收敛标准来预测失速。提出了矩形端壁凹槽模型并进行了数值验证。对矩形凹槽和光滑壁面的性能进行对比评估,发现与光滑壁面相比,矩形凹槽的失速裕度增加了6.37%。通过安装凹槽使TLV减至最小,矩形CGCT模型减少了涡流停滞区,有助于延迟失速的发生。机匣凹槽显著提高了轴流压气机的失速裕度,但导致了效率的略微下降。