跨声速轴流压缩机动静叶弯参数耦合关系

简介

发展压缩空气储能技术是解决可再生能源大规模接入电网的有效途径,也是实现“碳达峰,碳中和”目标的重要技术手段之一。轴流压缩机是压缩空气储能(CAES)系统的重要部件之一,需要有宽工况、大流量、高压比等特点。采用数值模拟方法,以NASA Stage35为原型,通过正交试验法研究不同动静叶弯高、弯角之间的耦合关系,并对其进行优化。选取L49(74)正交表,以失速裕度、峰值效率、压比为优化目标,选取动静叶的弯高、弯角4个试验参数,进行4因素7水平的正交设计。优化设计后失速裕度提升了60.56%,效率和压比降低幅度在可接受范围内。通过极差分析发现弯叶片可以普遍提高失速裕度,但是峰值效率和压比普遍降低,动叶弯角对压缩机的气动性能影响最大。叶根附近,采用弯叶片使吸力面角区分离更加严重;在叶展中部,采用弯叶片可以弱化激波强度,减少低能流体的堆积,削弱附面层与激波的相互作用;在叶尖处,采用弯叶片可以延迟叶尖泄漏流与主流的交界面到达叶尖前缘,扩大失速裕度。