[發明專利]帶尾緣噴氣的葉輪機械翼型

無效

• 申請號: 200710044705.3
• 申請日: 2007-08-09
• 公開（公告）號: CN101109396A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 竺曉程;吳亞東;杜朝輝;歐陽華
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F04D29/44
• 分類號: F04D29/44;F01D9/02
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及一種葉輪機械技術領域的翼型，具體是一種帶尾緣噴氣的葉輪機械翼型。

背景技術

葉輪機械不僅廣泛應用于能源動力、化工石油、礦山冶金、交通運輸、建筑空調、食品醫藥，水利工程等國民經濟的各生產部門，與人們的日常生活息息相關；而且在航空航天等國防尖端技術領域也有重要的用途，如此廣泛的應用使得葉輪機械在國民經濟和國防建設中占有重要的地位，也因此吸引了人們對葉輪機械的性能倍加關注。與此同時，葉輪機械的運轉，尤其是航空發動機產生的高分貝噪聲影響人們的正常生活，葉輪機械的噪聲問題也日益受到人們的關注。因此，提高葉輪機械的效率、擴大其運行范圍、提高運行的安全和可靠性、降低運行噪聲，不僅在提高效益和環境保護方面有著舉足輕重的地位，而且在提高我國工業發展水平方面具有重要而深遠的意義。在壓縮機、航空發動機等葉輪機械的流動中，葉片尾緣壓力面和吸力面處存在邊界層的分離，在尾部形成速度虧損的尾跡區。尾跡區流動是一種復雜的氣動現象，它對下游葉片有很大的影響，非定常尾跡與葉片相互作用，不僅影響葉片的性能，還將產生干涉噪聲。

經對現有技術文獻的檢索發現，Minton在其碩士論文《Wake?FillingTechniques?for?Reducing?Rotor-Stator?Interaction?Noise》(維吉尼亞理工大學2005年碩士學位論文《降低動靜干涉噪聲的尾跡填充技術》)提出通過翼型尾緣吹氣能夠降低動靜葉片相互干涉的噪聲，通過在翼型尾緣開一些等直徑的小孔，從翼型的底部和頂部同時供氣，從小孔噴出的氣體能降低翼型尾緣處的速度虧損，降低翼型尾跡對下游動葉的影響，從而降低干涉噪聲。但是其存在不足之處：小孔是等直徑的，使從小孔噴出的氣體沿葉高分布不均勻，另外，小孔間的間隔太大，容易形成徑向不均勻波動氣流。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出一種帶尾緣噴氣的葉輪機械翼型，使其尾緣噴氣能有效地改善翼型尾部的流動，對下游葉片的影響減小，改善氣動性能，降低動靜干涉噪聲。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：控制氣體輸入管、尾緣噴氣孔、氣體主流道、氣體分支流道、導流部件、翼型本體，連接關系為：翼型本體內部是空腔，氣體主流道、氣體分支流道置于該空腔內，控制氣體輸入管置于翼型本體外側，控制氣體輸入管一端與氣體主流道一端相通，氣體主流道另一端與氣體分支流道相通，氣體分支流道之間設有導流部件，尾緣噴氣孔等距離設置在翼型本體的尾緣，尾緣噴氣孔的直徑沿翼型本體的尾緣從翼型本體設有控制氣體輸入管一端到翼型本體另一端成等差數列分布。

所述氣體主流道，其截面為方形結構。

所述氣體分支流道，與氣體主流道相連處截面是方形結構，在氣體分支流道出口處截面過渡為圓形結構。

所述尾緣噴氣孔，為圓形噴口。

所述尾緣噴氣孔中，靠近控制氣體輸入管的尾緣噴氣孔直徑最大，最大直徑d大小為翼型本體最大厚度的1/5～1/4，最小直徑≥0.3d。

所述尾緣噴氣孔之間距離為0.8d～1.2d。

所述導流部件，其與氣體主流道內壁的距離從氣體主流道連接控制氣體輸入管一端到氣體主流道另一端逐漸減小，使得氣體主流道成漸縮結構，從而尾緣噴氣孔徑向出氣均勻。

所述導流部件，其與氣體主流道相連處為月牙形結構，導流部件壓力面處半徑為0.5d～1d，吸力面處半徑為0.8d～1.5d，并且壓力面處半徑大于吸力面處半徑。

本發明在工作時，通過控制氣體輸入管氣體的輸入，在導流部件的作用下，氣體經氣體主流道流入氣體分支流道，然后從尾緣的尾緣噴氣孔噴出，噴出的氣流與主流摻混，使得尾跡區的速度虧損降低，翼型本體的出口流動均勻。由于輸入的氣體量較少，對風機的整體氣動性能基本上沒有影響，但能降低動靜葉之間的干涉效應，降低干涉噪聲。