[發(fā)明專利]能削弱跨音速渦輪激波強度的葉片

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910071924.X
• 申請日: 2009-04-29
• 公開（公告）號: CN101566076A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王凱;王松濤
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 劉同恩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種葉片。

背景技術(shù)

激波是一種存在于超音速流動中的強壓縮氣體波的集合，是一個強壓縮波束。在理想流動中，它是沒有寬度的。但是在實際流動中，由于氣體存在粘性導(dǎo)致激波存在厚度。激波在葉柵流場中是一個強間斷面，經(jīng)過它的氣體溫度、壓力、密度都突然升高，流動速度突然降低，使葉柵流場流動不穩(wěn)定，進而對渦輪發(fā)動機的穩(wěn)定性都造成影響。激波還是發(fā)動機噪音的罪魁禍?zhǔn)祝瑥娂げù虻饺~片上會產(chǎn)生一種刺耳的蜂鳴聲。所以控制激波結(jié)構(gòu)與強度對渦輪發(fā)動機起著非常重要的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決跨音速氣冷渦輪葉柵流場中存在強激波，該激波使得渦輪發(fā)動機的葉柵流場流動不穩(wěn)定及渦輪發(fā)動機的噪音大的問題，提出了一種能削弱跨音速渦輪激波強度的葉片。

本發(fā)明的葉片的吸力面上激波折射點組合構(gòu)成的激波折射線上設(shè)有至少一個與內(nèi)腔相通的冷氣噴孔。

本發(fā)明的優(yōu)點：本發(fā)明通過冷氣噴孔進行冷氣噴射，改變了跨音速渦輪級葉柵流道內(nèi)的壓力分布，即注入壓力相對高的冷氣后，增加了喉部以后流體的局部壓力值，減弱了靜葉柵擴張段的膨脹波的發(fā)展，從而控制了由于膨脹所誘導(dǎo)出的強壓縮波的強度；同時由于在激波傳播通道上的冷氣噴射，導(dǎo)致了局部壓差減弱，削弱了激波向吸力面的傳播，使得葉柵流場流動更加穩(wěn)定、渦輪發(fā)動機的噪音減小。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的葉片1的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的I局部放大圖，圖3是葉柵流場的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式所述葉片1的吸力面1-1上激波折射點組合構(gòu)成的激波折射線上設(shè)有至少一個與內(nèi)腔1-2相通的冷氣噴孔2。來自壓氣機的氣流從內(nèi)腔經(jīng)過冷氣噴孔2進入葉片流場，形成冷氣射流，該射流改變了尾緣7激波壓力面分支傳播方向上的局部壓差，削弱了激波壓力面分支3和吸力面分支4的傳播強度，如圖3所示，從而削弱了跨音速渦輪激波強度，使得葉柵流場流動明顯改善，減小了能量損失。

具體實施方式二：結(jié)合圖2說明本實施方式，本實施方式的冷氣噴孔2與吸力面的切線5之間的夾角α為20°～160°。可根據(jù)激波入射方向調(diào)整夾角α的大小。

具體實施方式三：結(jié)合圖2說明本實施方式，本實施方式的冷氣噴孔2的直徑d為葉片壁面厚度h的0.1～5倍。可根據(jù)激波強度的大小改變冷氣噴孔2的直徑。

具體實施方式四：結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式的所述冷氣噴孔2的數(shù)量為1～100個。可根據(jù)激波覆蓋范圍的大小確定冷氣噴孔2的數(shù)量。