Mecanismo de flujo de un nuevo concepto de etapa de ventilador tándem transónico bajo condiciones de diseño y fuera de diseño
Autores: Zhou, Chuangxin; Zhao, Shengfeng; Lu, Xingen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Mecanismo de flujo de un nuevo concepto de etapa de ventilador tándem transónico bajo condiciones de diseño y fuera de diseño
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Simulación numérica
Etapa de ventilador tándem transónico
Estructura de flujo
Relación de presión total
Eficiencia máxima
Características del flujo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Se realizó una simulación numérica detallada de una etapa de ventilador tándem transónico, y se discutió la regla de cambio de la estructura de flujo dentro de la etapa del ventilador bajo condiciones de diseño y fuera de diseño para determinar los mecanismos de flujo internos. Los resultados demuestran que la relación de presión total de la etapa del ventilador aumenta de manera constante con la velocidad de rotación, exhibiendo una tasa de crecimiento aproximadamente cuadrática. La eficiencia máxima alcanza su punto máximo al 80% de la velocidad de diseño y disminuye rápidamente bajo la condición de sobrevelocidad. Además, se investigó el punto de eficiencia máxima para diferentes velocidades de rotación. Los cambios en las características del flujo, como la interacción de la onda de choque/capa límite y la migración radial de fluidos de baja energía, determinan principalmente la eficiencia isentrópica en el tramo superior. En el tramo medio-bajo, un número de Mach relativo de entrada más alto o más bajo aumenta la pérdida de flujo. Además, la fuerza del vórtice de punta y el estela afectan la pérdida de flujo en el tramo inferior, mientras que el movimiento radial de la estructura de flujo anterior dominado por la fuerza inercial equivalente es otro factor esencial. Bajo la condición de alta velocidad, se puede exhibir la ganancia de un ventilador de alto flujo en el flujo másico de estrangulación. Sin embargo, la posición de la garganta causa un cambio anormal bajo la condición de sobrevelocidad.
Descripción
Se realizó una simulación numérica detallada de una etapa de ventilador tándem transónico, y se discutió la regla de cambio de la estructura de flujo dentro de la etapa del ventilador bajo condiciones de diseño y fuera de diseño para determinar los mecanismos de flujo internos. Los resultados demuestran que la relación de presión total de la etapa del ventilador aumenta de manera constante con la velocidad de rotación, exhibiendo una tasa de crecimiento aproximadamente cuadrática. La eficiencia máxima alcanza su punto máximo al 80% de la velocidad de diseño y disminuye rápidamente bajo la condición de sobrevelocidad. Además, se investigó el punto de eficiencia máxima para diferentes velocidades de rotación. Los cambios en las características del flujo, como la interacción de la onda de choque/capa límite y la migración radial de fluidos de baja energía, determinan principalmente la eficiencia isentrópica en el tramo superior. En el tramo medio-bajo, un número de Mach relativo de entrada más alto o más bajo aumenta la pérdida de flujo. Además, la fuerza del vórtice de punta y el estela afectan la pérdida de flujo en el tramo inferior, mientras que el movimiento radial de la estructura de flujo anterior dominado por la fuerza inercial equivalente es otro factor esencial. Bajo la condición de alta velocidad, se puede exhibir la ganancia de un ventilador de alto flujo en el flujo másico de estrangulación. Sin embargo, la posición de la garganta causa un cambio anormal bajo la condición de sobrevelocidad.