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多级压气机转子负荷系数对叶片非同步振动的影响
引用本文:程荣辉,余华蔚,汪松柏,杜林,孙大坤,孙晓峰.多级压气机转子负荷系数对叶片非同步振动的影响[J].航空学报,2023(14):29-41.
作者姓名:程荣辉  余华蔚  汪松柏  杜林  孙大坤  孙晓峰
作者单位:1. 中国航发沈阳发动机研究所;2. 中国航发四川燃气涡轮研究院;3. 北京航空航天大学流体与声学工程实验室
基金项目:四川省科技计划项目(2021YFG0182);;国家自然科学基金(52022009)~~;
摘    要:通过理论计算分析与试验研究,解释了核心机试验中调节叶片(VSV)异常偏关引起的转子叶片非同步振动(NSV)现象。首先对出现叶片振动的前1.5级压气机进行了全环非定常数值模拟研究。数值结果表明当第1级静叶安装角从偏关2°逐渐调节到偏关6°时,第1级转子叶片负荷逐渐增加,并出现明显的分离流动结构,该流动现象在转子叶片上产生非整数倍转频的压力脉动激励,这是典型的旋转失稳(RI)现象特征。为进一步研究旋转失稳诱发非同步振动与转子气动负荷之间的关联,在6级跨声压气机试验件上开展了系统性的计算与试验研究。通过二维通流计算评估了不同进口导叶/静叶(VIGV/VSV)角度下,第1级转子负荷随转速的变化规律。进而通过6级压气机试验,观察到当第1级静子叶片调整到偏关8°以及第1、第2静子叶片同时调整到偏关4°和偏关3.6°时,第1级转子叶片均出现了非同步振动现象。通过分析第1级转子叶片表面应变的频谱和机匣动态压力脉动的频谱,建立了二者的内在关联。明确了除叶尖径向间隙大外,可调导叶/静叶偏关同样会在转子叶尖形成高负荷,导致叶尖区域流动不稳定进而诱发叶尖旋转失稳现象。研究结果对于多级压气机的设计工作具有重要的...

关 键 词:多级轴流压气机  非同步振动  负荷系数  旋转不稳定  可调导叶/静叶
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