[實用新型]一種軸流壓氣機葉片及軸流壓氣機

有效

• 申請號: 201821744723.2
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN209129924U
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 杜娟;吳帥;李繼超;張宏武
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F04D29/38
• 分類號: F04D29/38
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

本實用新型提供了一種軸流壓氣機葉片，包括：葉片本體(1)，包括葉片本體吸力面(2)和葉片本體壓力面(14)，葉片本體吸力面(2)為凸面，葉片本體壓力面(14)為凹面，葉片本體吸力面(2)上形成有多個康達表面(6，7，8)；葉片本體吸力面(2)與葉片本體壓力面(14)之間開設有多個引氣通道(9，10，11)，葉片本體吸力面(2)上開設有多個噴氣縫(3，4，5)，并且，噴氣縫(3，4，5)的進口與相鄰的引氣通道(9，10，11)連通，噴氣縫(3，4，5)的出口與相鄰的康達表面(6，7，8)相連；導流葉片(15)，設于引氣通道(9，10，11)內部。另外，本實用新型還提供了一種軸流壓氣機。

技術領域

本實用新型涉及軸流壓氣機流動控制領域，具體地，涉及一種軸流壓氣機葉片及軸流壓氣機。

背景技術

高空低雷諾數下高性能發動機設計技術是制約高空飛行器研制的瓶頸之一。隨著飛行高度的升高，大氣溫度、壓力和密度降低，當發動機在小速度條件下工作時，發動機處于低雷諾數環境，導致摩擦阻力和氣流損失增大。雷諾數低于臨界雷諾數會造成附面層轉捩推遲，葉片前緣附近的層流附面層比湍流附面層更容易分離，葉型損失增加，嚴重影響壓氣機的效率和穩定性。因此，設法抑制壓氣機葉片吸力面流動分離具有重要意義。

在此背景下，國內外研究人員研究了多種流動控制的方法來控制葉片吸力面的流動分離，以提高壓氣機效率，拓展壓氣機工作范圍。現有的流動控制方法主要分為兩大類：主動控制和被動控制，其中，被動控制不需要外界提供能量，僅通過改變壓氣機原來的結構，或添加小結構來控制氣體的流動，但是，當流動狀態發生改變時，被動控制方案不一定適應該流動狀態下的葉輪機械氣動性能，反而有可能使其性能惡化；主動控制是檢測壓氣機的運行狀態，然后通過調節機構來控制流動分離，需要外界提供能量，但控制效果明顯。近年來，主動控制技術逐漸成熟，相比于被動控制技術有更高的靈活性，受到越來越多研究者的關注。

針對葉片吸力面分離現象，主動控制技術中的關于附面層噴氣技術的研究較多且取得了較為理想的成果，因此，附面層噴氣技術成為了提高壓氣機效率和穩定性的最具應用潛力的措施之一，而基于康達效應的康達噴氣技術是附面層噴氣技術的一種新的應用形式，其與常規的附面層噴氣技術的區別在于該技術的應用需要在葉型尾緣構造曲率一定的康達表面。1934年羅馬尼亞空氣動力學家亨利·康達首先在航空飛行器實驗中發現了射流流體具有繞其附近固體表面流動的趨勢的特性，并將其命名為康達效應。康達效應首先在機翼上應用，通過康達效應的環量控制機翼已經成功在飛機上得到應用，如美國的YC-14和前蘇聯的安-72等；Clark和Ordway首先將康達射流引入壓氣機中，成功推遲了高轉速條件下壓氣機喘振和失速的發生；Fischer將康達效應應用于某四級高速軸流壓氣機第一級靜子葉柵上，發現在設計點采用1％的噴氣量時可以使靜壓升提高9％，當發生分離之后，采用1％的噴氣量可以使氣流折轉角和靜壓升增加的同時減小總壓損失；Vorreiter在靜葉吸力面尾緣的射流口之后設計康達表面，分別在單列直葉柵和某四級高速壓氣機第一級靜葉柵上進行研究，發現在非設計工況時使用0.5％的噴氣量可以有效提高靜壓升及其他氣動性能。然而，現有流動分離控制技術研究大多基于常規飛行高度下飛行器的流動分離情況，欠缺高空低雷諾數下流動分離控制技術的研究。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本實用新型提供了一種軸流壓氣機葉片及軸流壓氣機，至少解決以上技術問題。

(二)技術方案

本實用新型提供了一種軸流壓氣機葉片，包括：葉片本體，包括前緣、尾緣、葉片本體吸力面和葉片本體壓力面，所述葉片本體吸力面為凸面，所述葉片本體壓力面為凹面，所述葉片本體吸力面上形成有多個康達表面；所述葉片本體吸力面與所述葉片本體壓力面之間開設有多個引氣通道，所述葉片本體吸力面上開設有多個噴氣縫，并且，所述噴氣縫的進口與所述引氣通道連通，所述噴氣縫的出口與所述康達表面相連；導流葉片，設于所述引氣通道內部。

可選地，所述噴氣縫平行于所述葉片本體吸力面的軸向。