机械工程师MECHANICALENGINEER2023年第8期网址：www.jxgcs.com电邮：hrbengineer@163.com基于Fluent的进气流量校准试验装置扩压段设计曹庆宇，李艳军，刘哲，秦峥嵘，尹东（中国航发沈阳发动机研究所,沈阳110015）0引言发动机进气流量是评定发动机性能的重要参数，获得准确的发动机空气流量值才能准确评价发动机的性能、安全性等技术指标，为获得空气流量的准确数值需对发动机进气流量管进行精确的实流校准试验。进气流量校准试验装置用于对航空发动机进气流量管进行精确的流量标定，扩压段作为进气流量校准试验装置的重要组成部分，位于稳压段前、被校准流量管后，稳压段内设置文丘里喷嘴用于对流量进行精确测量，如图1所示。文丘里喷嘴前流场应较为均匀以便全部喷嘴同时达到临界状态，保证流量测量的精度。气流被校准流量管从大气吸入，经过扩压段扩大流道面积，降低流速至试验要求的15m/s以下，再经过整流装置将减速后的气流整直、均压，流经前稳压段及文丘里喷嘴组等管段，通过抽吸装置排出。扩压段扩张角过大将导致内部流场气体分离，进而导致压损增加、流场均匀性变差，扩张角变小会使扩压段总长增加、经济性变差、占用空间变大[1-3]。大扩张角扩压段的设计需通过设置合适的导流装置，使其气动性能满足要求。本文以某进气流量校准试验装置为例，利用Fluent软件对不同扩压段方案进行仿真计算，对比其测量截面的流场性能指标，评估最优的设计方案[4-5]。1设计要求及扩压段数理模型受试验场地空间、被校准流量管尺寸限制，扩压段长径比不超过1.1，进出口面积比为1:20，考虑工艺性和制造成本，扩压段的外轮廓型面主要采用锥形面。1.1设计点与测量截面选取为了保证仿真计算的可靠性，扩压段的设计点应与其的实际工作中典型工作状态一致[1]，即进口总压为101325Pa，出口静压约为90000Pa，总温为288.15K。以实际整流装置后测量截面的位置作为仿真计算的测量截面，如图2所示。1.2设计方案设计过程中重点关注不同扩压段导流结构对气动性能的影响，以此评选扩压段最优设计方案。根据大扩张角扩压段设计经验，选择长隔板、中心锥以及开孔收缩锥3种形式，其中开孔收缩锥考虑不同收缩角，共4种方案，如图3所示。所有方案均在扩压段前设置相同的直管段及喇叭口，扩压段后设置相同的蜂窝整直器及整流网。摘要：为研究扩压段在大扩张角条件下不同导流结构的气动性能，结合某进气流量校准装置扩压段设计要求，利用Fluent软件对多种扩压段导流结构进行数值模拟...
