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变稠度串列叶栅流场试验研究

代秋林 刘志刚 张斌 唐凯 赵建通 刘剑鹏

代秋林, 刘志刚, 张斌, 等. 变稠度串列叶栅流场试验研究[J]. 实验流体力学, 2021, 35(2): 50-57. doi: 10.11729/syltlx20200100
引用本文: 代秋林, 刘志刚, 张斌, 等. 变稠度串列叶栅流场试验研究[J]. 实验流体力学, 2021, 35(2): 50-57. doi: 10.11729/syltlx20200100
DAI Qiulin, LIU Zhigang, ZHANG Bin, et al. Experimental research of variable solidity tandem cascade performance[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2021, 35(2): 50-57. doi: 10.11729/syltlx20200100
Citation: DAI Qiulin, LIU Zhigang, ZHANG Bin, et al. Experimental research of variable solidity tandem cascade performance[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2021, 35(2): 50-57. doi: 10.11729/syltlx20200100

变稠度串列叶栅流场试验研究

doi: 10.11729/syltlx20200100
基金项目: 

国家科技重大专项 2017-I-0003-0003

详细信息
    作者简介:

    代秋林(1988-), 男, 四川德阳人, 工程师。研究方向: 叶型试验与分析, 叶轮机及部件试验技术。通信地址: 四川省绵阳市游仙区小枧镇航空路1号叶轮机试验研究室(621000)。E-mail: dql88111@163.com

    通讯作者:

    代秋林, E-mail: dql88111@163.com

  • 中图分类号: V211.6

Experimental research of variable solidity tandem cascade performance

  • 摘要: 对具有大小2种稠度后排叶片的高亚声速串列叶栅进行了试验研究,其中,大稠度叶栅后排叶片稠度为小稠度叶栅的2倍,其物理位置分为前排叶片尾迹区和主流区2种,小稠度叶栅只具有尾迹区的后排叶片。研究表明:对于大稠度叶栅而言,位于尾迹区附近的后排叶片较位于主流区的负荷更高、做功能力更强;本研究的小稠度叶栅性能优于大稠度叶栅,但大稠度的叶栅出口流场相对更为均匀。此类叶栅的设计应对后排叶片的物理位置和型面进行优化,并权衡其使用环境和目的。
  • 图  1  常规叶片和串列叶片流场示意图[6]

    Figure  1.  Transonic flow in normal cascade and tandem cascade

    图  2  尺寸定义

    Figure  2.  Definition of geometrical parameters

    图  3  叶型简图(左侧为叶栅A,右侧为叶栅B)

    Figure  3.  Tandem cascade profile(the left is A and the right is B)

    图  4  Ma1=0.80总压恢复系数周向分布

    Figure  4.  Circumferential distribution of total pressure recovery coefficient at Ma1=0.80

    图  5  Ma1=0.95总压恢复系数周向分布

    Figure  5.  Circumferential distribution of total pressure recovery coefficient at Ma1=0.95

    图  6  Ma1=0.80叶片表面马赫数分布

    Figure  6.  Isentropic Mach number distribution at Ma1=0.80

    图  7  设计角不同位置叶片表面马赫数对比(Ma1=0.80, β1=28.8°)

    Figure  7.  Isentropic Mach number distribution comparison at Ma1=0.80, β1=28.8°

    图  8  正攻角不同位置叶片表面马赫数对比(Ma1=0.95, β1=25.0°)

    Figure  8.  Isentropic Mach number distribution comparison at Ma1=0.95, β1=25.0°

    图  9  负攻角不同位置叶片表面马赫数对比(Ma1=0.75, β1=30.0°)

    Figure  9.  Isentropic Mach number distribution comparison at Ma1=0.75, β1=30.0°

    图  10  叶栅A油流照片

    Figure  10.  Oil flow pictures of cascade A

    图  11  Ma1=0.80叶栅B总压恢复系数分布

    Figure  11.  Distribution of total pressure recovery coefficient at Ma1=0.80(cascade B)

    图  12  Ma1=0.95叶栅B总压恢复系数分布

    Figure  12.  Distribution of total pressure recovery coefficient at Ma1=0.95(cascade B)

    图  13  Ma1=0.80叶栅B叶片表面等熵马赫数分布

    Figure  13.  Isentropic Mach number distribution variation with inlet angle at Ma1=0.80(cascade B)

    图  14  设计角下表面马赫数对比(Ma1=0.80, β1=28.8°)

    Figure  14.  Isentropic Mach number distribution comparison at Ma1=0.80, β1=28.8°

    图  15  负攻角下表面马赫数对比(Ma1=0.75, β1=30.0°)

    Figure  15.  Isentropic Mach number distribution comparison at Ma1=0.75, β1=30.0°

    图  16  正攻角下表面马赫数对比(Ma1=0.95, β1=26.0°)

    Figure  16.  Isentropic Mach number distribution comparison at Ma1=0.95, β1=26.0°

    图  17  总压损失系数随进口气流角变化

    Figure  17.  Total pressure loss coefficient variation with inlet angle

    图  18  总压损失系数随进口马赫数变化

    Figure  18.  Total pressure loss coefficient variation with inlet Mach number

    图  19  总压恢复系数随进口气流角变化

    Figure  19.  Total pressure recovery coefficient variation with inlet angle

    图  20  总压恢复系数随进口马赫数变化

    Figure  20.  Total pressure recovery coefficient variation with inlet Mach number

    图  21  压比随进口气流角变化

    Figure  21.  Pressure ratio variation with inlet angle

    图  22  压比随进口马赫数变化

    Figure  22.  Pressure ratio variation with inlet Mach number

    图  23  出口马赫数与其平均值之差的平方分布

    Figure  23.  The difference square distribution of outlet Mach number and its average value in a pitch

    图  24  出口气流角随进口气流角变化

    Figure  24.  Outlet angle variation with inlet angle

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出版历程
  • 收稿日期:  2020-08-18
  • 修回日期:  2020-11-25
  • 刊出日期:  2021-04-01

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    2021年8月13日