[發明專利]一種發動機壓縮系統部件顫振的主動抑制方法

有效

• 申請號: 202110584582.2
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113280006B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 董旭;張燕峰;甘久亮;盧新根
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F04D29/66
• 分類號: F04D29/66;F04D27/00;F04D27/02;F04D29/26;F04D29/40;F02C9/18
• 代理公司: 北京鍾維聯合知識產權代理有限公司 11579
• 代理人: 原春香

1.一種發動機壓縮系統部件顫振的主動抑制方法，所述壓縮系統部件至少包括壓氣機機匣和壓氣機葉輪，其特征在于，所述顫振主動抑制方法至少包括如下步驟：

SS1. 確定壓縮系統部件的顫振邊界位置

在壓縮系統部件設計完成后，通過數值模擬確定壓縮系統部件的顫振邊界的位置，并至少需要明確顫振發生時的流場結構；

SS2. 確定壓氣機葉輪的葉頂及壓氣機機匣的放氣位置

根據步驟SS1計算得到的顫振發生時的流場結構，設計壓氣機葉輪的葉頂及壓氣機機匣的放氣位置和放氣結構的幾何形狀；

SS3. 校核放氣設計

通過數值模擬校核步驟SS2的放氣設計是否合理，選擇合適的放氣流量，最終確定放氣后新的顫振邊界，判斷新的顫振邊界是否滿足安全運行范圍并有一定的安全裕度；

SS4. 計算放氣對氣動特性的影響

計算放氣對氣動特性的影響，如果放氣對氣動特性影響很小，則選擇在全工況下始終保持放氣結構開啟的狀態；如果放氣對氣動特性的影響較大，則選擇主動控制開關的放氣結構；

SS5. 非接觸測量監測壓氣機葉片

通過非接觸測量監測壓氣機葉片振動情況，同時測量發動機轉速，實時監測可能出現顫振問題的部件的運行情況，結合發動機轉速判斷壓縮系統部件所處的工況位置；

SS6. 判斷是否進入顫振邊界

根據步驟SS5得出的工況位置與步驟SS1得到的顫振邊界特性對比，判斷實時工況是否進入或者接近顫振邊界；

SS7. 判斷葉片是否出現異常振動

根據非接觸測量得到的數據，實時判斷壓氣機葉片是否出現了異常的振動；

SS8. 放氣結構開放

滿足步驟SS6或者步驟SS7中的任意一項時，放氣結構打開；

SS9. 放氣結構關閉

當實時判斷的工況位置遠離原始的顫振邊界后，放氣結構關閉。

2.根據權利要求1所述的發動機壓縮系統部件顫振的主動抑制方法，其特征在于，在步驟SS1中，通過數值模擬確定壓縮系統部件的顫振邊界的位置時，需要至少明確顫振可能發生的轉速、工況、流場結構、不穩定節徑、振型、頻率。

3.根據權利要求1所述的發動機壓縮系統部件顫振的主動抑制方法，其特征在于，在步驟SS2中，壓氣機葉輪的葉頂及壓氣機機匣的放氣位置主要包括前緣放氣和尾緣放氣，放氣結構為孔放氣或槽放氣。

4.根據權利要求3所述的發動機壓縮系統部件顫振的主動抑制方法，其特征在于，在步驟SS2中，放氣位置需要分布在不同的軸向位置，通過放氣改變原來流場中的非定常壓力分布。

5.根據權利要求1所述的發動機壓縮系統部件顫振的主動抑制方法，其特征在于，在步驟SS3中，放氣流量不大于總流量的1%。

6.根據權利要求1所述的發動機壓縮系統部件顫振的主動抑制方法，其特征在于，在步驟SS9中，此處給定安全裕度，在遠離顫振邊界一定距離后再關閉，防止關閉放氣結構時工況點與顫振邊界距離太近。