叶片弯掠轴流风扇内瞬态流动的试验研究

摘要

对带有周向前弯和周向后弯叶片的低压轴流风扇,采用NI采集平台和双丝热线采集单元相结合的测量技术试验研究非设计工况下周向弯曲叶片的内部不稳定流动发展规律。对若干工况叶轮进出口三维流场进行详细测量,基于测量结果分析轴向、周向和径向方向的平均速度及湍流脉动速度,获得叶片周向弯曲叶轮内变工况下瞬态流场特性;通过对湍流度、雷诺应力和速度频谱分析,考察非设计工况下叶片周向弯曲叶轮固有的瞬态特性影响,分析进口来流扰动特征。研究结果显示NI采集平台和双丝热线采集单元整合的试验测量系统,成功测量低压周向弯曲叶轮变工况下的进出口三维流场,为多场同步测量提供技术参考;变工况下弯掠叶片对上下端壁区的不稳定流动具有显著的抑制作用,对于扩大稳定工作范围有着积极的作用;进口来流较高的湍流度主要存在近上下端壁区域,周向弯曲叶片对来流湍流度的影响主要集中在这两个区域;这些扰动主要集中于低频段,并呈宽频特性。