周向槽調控軸流壓氣機非定常間隙泄漏流機理初探

趙勝豐，王 毅，盧新根，周 敏，3，朱俊強

(1.中國科學院工程熱物理研究所，北京100190;2.中國科學院研究生院，北京100190;3.北京航空工程技術研究中心，北京100076)

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軸流壓氣機是現代航空發動機的核心部件之一，足夠的穩定工作裕度是此類壓氣機設計的一個重要指標。由于結構簡單、擴穩效果好，機匣處理已在一些航空發動機型號中得到了應用，然而，到目前為止，關于機匣處理的擴穩機理和設計準則，卻一直困擾著設計者們。隨著計算機技術和計算流體力學的發展，借助于CFD技術，國內外研究者對處理機匣與葉片通道之間的作用機制進行了詳細分析，獲得許多有益的研究結論［1－3］，然而關于機匣處理擴穩機理的理解仍然處于定常階段，即:處理機匣與葉片通道之間發生足夠的質量交換或者動量交換，消除葉頂端區阻塞或者抑制葉頂端區阻塞的生成，從而實現擴穩。在這種觀念下，可探討的經驗性規律越來越少，更常見情況是失速裕度與效率不可兼得。

近年來對葉頂間隙泄漏流非定常性的研究［4－5］，正好為處理機匣的研究帶來了新的契機，其研究結果表明，在近失速工況下，葉頂間隙泄漏流會表現出一定的非定常特征，且發現葉頂泄漏流的非定常性和失速先兆存在著某種聯系。能否利用處理機匣直接調控葉頂端區流動，抑制頂部間隙泄漏流非定常性的發生，從而擴大壓氣機的穩定工作呢?如果確實這樣，只需微量的質量或者動量交換即可實現擴穩，則可以保證壓氣機的性能基本不受影響。……