风扇叶片颗粒侵蚀特性的多因素分析与模拟OA

为研究风扇叶片在砂尘条件下的颗粒物侵蚀特性,本文以大涵道比涡扇发动机风扇/增压级叶片为研究对象,采用欧拉-拉格朗日法实现颗粒追踪,参考国标规定的标准砂尺寸,分析了不同粒径、浓度、形状因子系数条件下颗粒对风扇叶片的侵蚀特性。结果表明:小粒径侵蚀范围较广,侵蚀程度相对较弱;大粒径侵蚀范围相对较小,但侵蚀程度更为严重;浓度增大时,侵蚀区域虽未有明显变化,但侵蚀速率增加明显,浓度每增加10 mg/m3,叶片磨损速率约增加1.35×10–8 kg/s;形状因子系数减小时,颗粒物跟随性减弱,其侵蚀规律与粒径增大有相似特征,当形状因子系数为0.4时,撞击风扇叶片壁面颗粒数量相较于球形颗粒增加约0.41%,而磨损速率约为球形颗粒工况的1.13倍。本文系统揭示的颗粒多属性侵蚀规律,可为风扇/增压级叶片的抗侵蚀设计与维护策略制定提供理论参考。