渦軸發動機排砂用斜流風機改進設計及內流分析

徐弘歷

（中國航發湖南航空動力機械研究所，湖南 株洲 412002）

斜流風機由于其獨特的流道方式，兼具了離心風機的高壓比、寬裕度以及軸流風機的大流量、高效率等優點，使其廣泛應用于紡織、冶金、航空以及電力等領域[1]。國外研究學者Kaneko等[2]率先針對斜流風機開展了詳細的實驗測量與流動控制研究。而國內對斜流風機的研究起步較晚，其中吳克啟等[3]開展的斜流風機三元設計方法和試驗工作為國內斜流風機研究奠定了基礎；隨著數值模擬技術發展，游斌等[4]系統性研究表明對常規斜流葉輪進行前緣彎掠設計能有效擴大喘振裕度以及減弱下游尾跡；高星等[5]數值模擬研究表明斜流葉輪強根部設計有利于減少內部流動損失和改善出口流場的均勻性；侯志泉等[6]研究機車用斜流風機時發現增加葉輪葉片進口角和出口角能明顯改善葉根壓力面流動分離。

針對航空排砂用斜流風機的研究很少，僅有美國通用公司早年撰寫的報告作了功能概述[7]。該型風機設計難點在于在控制尺寸和重量的基礎上，設計高效低損葉片，同時保證葉片耐磨蝕，因此本文在總結前人研究基礎上，開展排砂用斜流風機氣動設計研究，對流道及葉片進行精細化設計與流動機理研究，為排砂風機設計提供一定指導。

1 數值校核

1.1 研究對象

本文研究的排砂用斜流風機流道如圖1所示，由進口段、斜流葉輪、斜流靜子及出口段組成，其中葉輪包含3個主葉片和3個分流葉片，靜子包含13個葉片。……