工程熱物理所雙軸壓氣機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)徑向進(jìn)氣系統(tǒng)研究獲進(jìn)展

　　高性能進(jìn)氣系統(tǒng)是壓氣機(jī)高效穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。徑向進(jìn)氣系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于壓氣機(jī)進(jìn)口在軸向受阻的情況，但由于其進(jìn)氣品質(zhì)較差，性能亟待改進(jìn)，近年來(lái)得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。目前已有提高徑向進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣品質(zhì)的手段較少，效果不佳，且適用流量范圍較窄。

　　中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所正在研制采用徑向進(jìn)氣系統(tǒng)的雙軸雙涵對(duì)轉(zhuǎn)壓氣機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)。該平臺(tái)進(jìn)氣系統(tǒng)需要在較多幾何條件的限制下，在較大范圍工作流量下(2~20 kg/s)都能提供高品質(zhì)的進(jìn)氣流場(chǎng)，它的研制和工程設(shè)計(jì)是試驗(yàn)平臺(tái)項(xiàng)目的難點(diǎn)和重點(diǎn)，關(guān)系到試驗(yàn)平臺(tái)研制的成敗。

　　常規(guī)的方法是加入導(dǎo)流筋板，相關(guān)研究指出，導(dǎo)流筋板前緣的攻角越小越有利于出口均勻，故該方法只能在較窄流量范圍內(nèi)表現(xiàn)較好。由于該試驗(yàn)平臺(tái)必須滿(mǎn)足多個(gè)試驗(yàn)件的試車(chē)要求，進(jìn)氣系統(tǒng)需要在全流量范圍內(nèi)表現(xiàn)良好，因此加入導(dǎo)流筋板的方法并不適用。

　　針對(duì)這一問(wèn)題，試驗(yàn)臺(tái)研制人員創(chuàng)新性地將蜂窩器引入進(jìn)氣蝸殼中。蜂窩器的應(yīng)用在進(jìn)氣系統(tǒng)中較為常見(jiàn)，但通常是利用其均流作用而放置在穩(wěn)壓室的直管段內(nèi)。實(shí)際上蜂窩器還有導(dǎo)向的作用，但這一點(diǎn)在直管段中表現(xiàn)并不明顯。進(jìn)氣蝸殼中氣流由徑向局部進(jìn)氣轉(zhuǎn)為軸向全周排氣，需要?dú)饬髡坜D(zhuǎn)角度并且均勻分布，通過(guò)多輪方案討論和設(shè)計(jì)分析，決定采用優(yōu)化蝸殼進(jìn)氣型線(xiàn)和蜂窩器碟形布置的組合方案來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)需求。整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，蝸殼及蜂窩器實(shí)物如圖2及圖3所示。模擬分析結(jié)果表明：蜂窩器在進(jìn)氣系統(tǒng)中充分發(fā)揮了導(dǎo)向氣流和均勻分配的作用。新設(shè)計(jì)的進(jìn)氣系統(tǒng)出口氣流角明顯降低，在全流量范圍內(nèi)小于1度，總壓不均勻度小于6%，總壓恢復(fù)系數(shù)大于98%，如圖4所示。在全流量范圍內(nèi)均可滿(mǎn)足試驗(yàn)進(jìn)氣需求。

　　目前，該進(jìn)氣系統(tǒng)已經(jīng)加工完畢，正在研究所廊坊研發(fā)中心進(jìn)行安裝調(diào)試。

圖1 整體結(jié)構(gòu)示意 

圖2 進(jìn)氣蝸殼實(shí)物 

圖3  蝸殼內(nèi)的蜂窩器 

圖4 系統(tǒng)出口截面氣動(dòng)參數(shù)分布