时序效应对离心压缩机叶片非定常气动负荷影响*

郝苜婷 谢 蓉*/大连理工大学能源与动力学院

关 亮/上海空间推进研究院发动机室



时序效应对离心压缩机叶片非定常气动负荷影响*

郝苜婷 谢 蓉*/大连理工大学能源与动力学院

关 亮/上海空间推进研究院发动机室

Abstract

针对国内某大型企业不同机组离心压缩机叶轮叶片进行非定常流动数值分析，通过求解三维瞬态N-S方程组，得到流场分布和叶片表面的静压载荷信息。利用数值实验方法获得离心压缩机不同时序位置叶轮叶片表面动载荷的变化，并通过傅里叶变换得到叶轮叶片表面动载荷的分布特性，进而分析不同时序位置叶轮叶片表面气动负荷的差异。数值计算表明，时序效应对离心压缩机流道内流动以及叶轮叶片的非定常气动负荷存在不可忽略的影响，且合适的时序位置具有改进压缩机级性能的潜能。动载荷是压缩机叶轮叶片结构发生疲劳破坏的诱因，且不同机组离心压缩机中的时序效应对气动载荷的影响具有一致性。

离心压缩机；时序效应；瞬态流动；数值模拟；气动负荷；叶片断裂

0 引言

离心压缩机作为一种典型的旋转机械，由于其叶片结构复杂，叶轮转速较高，在运行中时常发生叶轮叶片断裂事故。静止部件与旋转部件之间的相对运动，造成离心压缩机流场中表现出明显的非定常特性；在尾流和势流周期性的相互干扰下，压力场存在潜在的周期性变化规律，从而作用在叶片表面的压力动态载荷也具有一定的周期性。……