[發(fā)明專利]一種帶流線型凸臺的渦輪轉(zhuǎn)子葉片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811503003.1
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109372583B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛偉鵬;賀進(jìn);唐國慶;張維濤;朱高平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)四川燃?xì)鉁u輪研究院
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11718
• 代理人: 婁華

本發(fā)明公開了一種帶流線型凸臺的渦輪轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，在渦輪轉(zhuǎn)子葉片1的10％相對葉高以下，在葉片的最大厚度位置，設(shè)置有一個凸臺2，凸臺2為流線型，凸臺2與渦輪轉(zhuǎn)子葉片1的外輪廓線相切，凸臺2在渦輪轉(zhuǎn)子葉片1軸向方向上的長度為葉片軸向弦長的15?30％，凸臺2在渦輪轉(zhuǎn)子葉片1徑向方向上的厚度為0.2％?1％的相對葉高。本發(fā)明技術(shù)方案實(shí)施簡單，對葉片強(qiáng)度影響小；流動損失低。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于航空發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶流線型凸臺的渦輪轉(zhuǎn)子葉片。

背景技術(shù)

渦輪轉(zhuǎn)子葉片通道中，由于橫向壓力梯度的存在，導(dǎo)致附面層在通道中形成很強(qiáng)的通道渦系，通道渦系沿徑向發(fā)展，影響葉片根部很大一部分葉高的流動，當(dāng)轉(zhuǎn)子進(jìn)口有封嚴(yán)氣進(jìn)入時，封嚴(yán)氣流進(jìn)一步強(qiáng)化通道渦系，從而產(chǎn)生更大的損失，影響渦輪性能。

傳統(tǒng)對渦輪轉(zhuǎn)子葉片端區(qū)的流動控制多采用非軸對稱端壁形式。但該措施對于有封嚴(yán)氣的情況控制效果差。而傳統(tǒng)采用的葉身翼刀在控制通道渦的徑向發(fā)展的同時，自身也帶來較大的流動損失和葉片應(yīng)力，因此在航空發(fā)動機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)中都沒有得到應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容：

發(fā)明目的：

為解決傳統(tǒng)對渦輪轉(zhuǎn)子葉片端區(qū)的流動控制的問題，提出一種帶流線型凸臺的渦輪轉(zhuǎn)子葉片。

技術(shù)方案：

一種帶流線型凸臺的渦輪轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，在渦輪轉(zhuǎn)子葉片1的10％相對葉高以下，在葉片的最大厚度位置，設(shè)置有一個凸臺2，凸臺2為流線型，凸臺2與渦輪轉(zhuǎn)子葉片1的外輪廓線相切，凸臺2在渦輪轉(zhuǎn)子葉片1軸向方向上的長度為葉片軸向弦長的15-30％，凸臺2在渦輪轉(zhuǎn)子葉片1徑向方向上的厚度為0.2％-1％的相對葉高。

所述的凸臺2與渦輪轉(zhuǎn)子葉片1選用同種材料，與渦輪轉(zhuǎn)子葉片1一體鑄造成型。

所述的凸臺2長度為葉片軸向弦長的20％。

所述的凸臺2厚度為0.8％的相對葉高。

有益效果

本發(fā)明技術(shù)方案實(shí)施簡單，對葉片強(qiáng)度影響小；流動損失低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明技術(shù)方案結(jié)構(gòu)的主視圖。

圖2為本發(fā)明技術(shù)方案結(jié)構(gòu)的立體示意圖。

圖3為現(xiàn)有技術(shù)的流動原理示意圖。

圖4為本發(fā)明技術(shù)方案的流動控制原理圖。

其中，1-渦輪轉(zhuǎn)子葉片、2-凸臺、3-下端壁通道渦；4-凸臺繞流渦。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明技術(shù)方案做詳細(xì)敘述。

如圖1所示，本發(fā)明具體是實(shí)施例中，渦輪轉(zhuǎn)子葉片1高為63mm，葉片軸向弦長37.5mm，因此，在渦輪轉(zhuǎn)子葉片1距底部5.04mm處(8％相對葉高)，在葉片的最大厚度位置，設(shè)置有凸臺2，凸臺2與渦輪轉(zhuǎn)子葉片1的外輪廓線相切，與葉片同材料一體鑄造，凸臺2的長度為7.5mm(葉片軸向弦長的20％)，厚度為0.5mm(0.8％的相對葉高)。

在未有本發(fā)明技術(shù)方案時，如圖3所示，具有很強(qiáng)的下端壁通道渦3，無凸臺距離葉片尾緣0.45倍軸向弦長截面下端壁通道渦影響范圍為相對葉高百分之30％左右，而在設(shè)置有流線型凸臺2后，如圖4，阻斷了下端壁通道渦3沿徑向的流動，同時凸臺后產(chǎn)生凸臺繞流渦4，凸臺繞流渦4進(jìn)一步抑制通道渦在葉片通道內(nèi)沿徑向的發(fā)展，有凸臺距離葉片尾緣0.45倍軸向弦長截面下端壁通道渦影響范圍為相對葉高百分之20％左右，可以看出由10％的有益效果，達(dá)到了減小流動損失的目的。