叶尖间隙对微叶栅内流的影响机理与叶尖逆向涡控研究

微型涡轮发动机是一种新型动力装置，既可以作为微小型无人机、导弹的动力，又是分布式能源系统的核心，具有广阔的军民用前景。目前这类发动机的压气机、涡轮效率低是制约其性能提高的重要原因。微型叶轮通道内流的尺度小（0.1mm～10mm量级）、雷诺数低而粘性影响大，且叶尖间隙与叶高之比（约10%）远大于常规叶轮，因此效率不易提高。为此，申请者提出了在叶尖布置与间隙泄漏涡逆向的控制涡系来抑制叶尖间隙不利影响的思路。研究拟采用新型薄层压敏涂料（PSP）对微叶栅内流进行无接触测量，结合三维CFD模拟分析微叶栅的流动特征和叶尖间隙影响微叶栅通道流动的机理；总结不同雷诺数、间隙/叶高比对叶栅性能的影响规律；并在此基础上，研究叶尖逆向涡控制间隙流的涡系设计方法。本项目研究成果将为提高微型压气机、涡轮的性能提供有效的技术基础。