蓋板式預旋系統的壓比和熵增特性

摘要：對預旋系統內的壓力變化相關研究較少。基于理論分析、實驗測量以及數值計算,對某蓋板式預旋系統的壓比及熵增特性進行研究。通過理論推導,對預旋系統內壓比與無量綱溫降的關系進行分析。在最高轉速可達10000r/min的高轉速實驗臺上,測量了轉盤上的氣流靜壓以及相對總溫,進而獲得壓比及熵增特性。進行三維數值計算,將數值計算結果與實驗結果進行了對比,并根據數值計算結果對預旋系統內的熵產分布以及各元件的熵增情況進行分析。結果表明:系統溫降以及旋轉馬赫數大小決定了預旋系統的理想最大壓比,而實際壓比與理想壓比的比值取決于系統內的熵增大小。采用數值計算以及實驗測量所得結果對理論關系式進行了驗證,最大偏差2.7%。旋轉馬赫數一定的條件下,隨系統無量綱溫降增大,系統壓比逐漸減小。由于熵增影響,實測壓比與理想壓比最大相差約36%。預旋系統內的熵增主要發生在預旋腔靜止壁面、接受孔前后、供給孔進口等氣流旋轉比發生劇烈變化的區域。預旋系統內主要元件的熵增隨流量增大都呈逐漸增大的趨勢,但接受孔處熵增最小值出現在噴嘴出口旋轉比等于1左右時,流量過小或過大都會導致接受孔處熵增變大。