本發(fā)明屬于壓氣機氣體動力學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種抑制壓氣機葉尖泄漏流的葉頂結(jié)構(gòu)形式，該葉頂結(jié)構(gòu)用于抑制壓氣機葉尖泄漏流，降低葉尖泄漏流造成的損失，提高壓氣機的效率、壓比和穩(wěn)定工作裕度。

背景技術(shù)：

在壓氣機氣體動力學(xué)領(lǐng)域，國內(nèi)外關(guān)于通過改變壓氣機葉片頂部結(jié)構(gòu)形式來控制葉尖泄漏流的研究相對較少。目前，主要集中表現(xiàn)在兩方面，一是改變壓氣機葉片和機匣間的軸向間隙，具體的有在壓氣機轉(zhuǎn)子機匣上開設(shè)臺階式凹槽以及葉尖軸向漸縮或漸擴；二是改變壓氣機葉片頂部的周向間隙，具體的措施有葉片頂部加肋條和小翼以及葉片頂部開槽和葉尖圓角。

上述壓氣機控制葉尖泄漏流的方式在實際中均會產(chǎn)生積極或消極的作用，若葉頂幾何設(shè)計不恰當(dāng)，有的會降低壓氣機壓比、效率和穩(wěn)定工作范圍，有的會增強葉片通道的堵塞效應(yīng)，甚至?xí)訌娙~尖的泄漏流。有的幾何設(shè)計雖能改善壓氣機某方面的性能，但對于壓氣機其他方面的性能沒有明顯的提升作用，甚至?xí)蛊湫阅軔夯?，造成的結(jié)果是壓氣機整體性能的降低。

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種抑制壓氣機葉尖泄漏流的葉頂結(jié)構(gòu)形式，實現(xiàn)對壓氣機葉尖泄漏流的抑制，并且能減小葉尖泄漏流造成的損失及堵塞，使得壓氣機的壓比、效率及穩(wěn)定工作裕度得到很大提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是：提供一種抑制壓氣機葉尖泄漏流的葉頂結(jié)構(gòu)形式，該葉頂結(jié)構(gòu)可以抑制壓氣機的葉尖泄漏流，降低葉尖泄漏流造成的損失和堵塞，提高壓氣機的效率、壓比和穩(wěn)定工作裕度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

發(fā)明了一種抑制壓氣機葉尖泄漏流的葉頂結(jié)構(gòu)形式，如圖1所示，葉片頂部加工成貫通葉片通道區(qū)域和葉片頂部間隙區(qū)域的槽道形式，槽道入口位于葉片壓力面?zhèn)?，槽道出口位于葉片吸力面?zhèn)取?/p>

進(jìn)一步，葉頂連通槽道的設(shè)計類似于在葉片頂部壓力面和吸力面各加裝一個肋條結(jié)構(gòu)，該肋條沿葉頂型線延伸擴展。槽道入口和來流方向盡可能保持一致，方便流體的流入槽道內(nèi)部。同時，肋條的前部和尾部均做光滑處理。

進(jìn)一步，當(dāng)葉片弦長為c時，葉頂壓力面?zhèn)壤邨l從10％c位置處延伸至葉片尾緣，吸力面?zhèn)壤邨l從葉片前緣延伸至距葉片尾緣85％c位置處。

進(jìn)一步，葉頂肋條高度h為1％c～5％c，肋條寬度w為1％c～2％c。

本發(fā)明通過實驗驗證，可以很好地改善壓氣機葉片的葉尖泄漏流，降低泄漏流帶來的損失及堵塞，提高壓氣機的壓比、效率和穩(wěn)定工作范圍。

和傳統(tǒng)葉頂結(jié)構(gòu)相比較，本發(fā)明在葉片頂部加工了一個沿流向的連通槽道，該槽道入口與來流方向一致，可以避免更多的流動損失。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅能有效減少泄漏流及其帶來的損失和堵塞，更重要的是，進(jìn)入葉頂間隙內(nèi)的該部分流體還可以作功，提高壓氣機的做功效率，對壓氣機的整體性能提升具有更為重大的意義。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的葉頂結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中1-葉頂槽道，2-吸力面肋條，3-葉片吸力面型線,4-壓力面肋條，5-葉片壓力面型線，c-葉片弦長,w-肋條寬度。

圖2是本發(fā)明葉頂結(jié)構(gòu)前緣和尾緣的體視示意圖。

圖中h-肋條高度。

具體實施措施

一種抑制壓氣機葉尖泄漏流的葉頂結(jié)構(gòu)形式，如圖1、2所示，葉片頂部設(shè)計加工成貫通于葉片通道區(qū)域和葉片頂部間隙區(qū)域的槽道形式，槽道入口位于葉片壓力面?zhèn)龋鄣莱隹谖挥谌~片吸力面?zhèn)?。該連通槽道類似于在葉頂平面壓力面和吸力面各加裝一個肋條，來流可以流入流出葉頂間隙內(nèi)部。

本發(fā)明中，葉頂肋條高度h為1％c～5％c，肋條寬度w為1％c～2％c，葉頂壓力面?zhèn)壤邨l從10％c位置處延伸至葉片尾緣，吸力面?zhèn)壤邨l從葉片前緣延伸至距葉片尾緣85％c位置處。葉頂平面兩側(cè)的肋條前部和尾部內(nèi)表面均采用光滑過渡。

采用實驗進(jìn)行驗證，本發(fā)明可以減少壓氣機葉片的葉尖泄漏流，降低泄漏流帶來的損失及通道堵塞，提高壓氣機的壓比、效率和穩(wěn)定工作裕度。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于壓氣機氣體動力學(xué)領(lǐng)域，提出了一種用于抑制壓氣機葉尖泄漏流的葉頂結(jié)構(gòu)形式，如圖所示，葉片頂部設(shè)計成貫通于葉片通道和葉片頂部間隙的槽道形式，槽道入口位于葉片壓力面?zhèn)?，槽道出口位于葉片吸力面?zhèn)取Ｔ撨B通槽道類似于在葉頂平面壓力面和吸力面各加裝一個肋條，有助于來流流入葉頂間隙內(nèi)部，肋條的前部和尾部內(nèi)表面均進(jìn)行光滑處理。肋條高度為1％～5％弦長，肋條寬度為1％～2％弦長，葉頂壓力面肋條從10％弦長位置處延伸至葉片尾緣，吸力面肋條從葉片前緣延伸至距葉片尾緣85％弦長位置處。本發(fā)明可以有效的減少壓氣機葉片的葉尖泄漏流，降低泄漏流造成的損失及通道堵塞，提高壓氣機的壓比、效率和穩(wěn)定工作裕度。

技術(shù)研發(fā)人員：馬宏偉;田楊濤;張軍;馬魏巍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京航空航天大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.22
技術(shù)公布日：2017.08.18