[發明專利]一種可變間隙的平面葉柵間隙調節實驗裝置與實驗方法

有效

• 申請號: 202010215779.4
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111579197B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 高麗敏;藺世彥;常龍睿;王卓
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04;G01B5/14;G01B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種可變間隙的平面葉柵間隙調節實驗裝置以及實驗方法，裝置包括：上組合柵板、下柵板、定位柱、葉片、定位柱螺栓、類千分尺頂桿；上組合柵板包括中空柵板、葉片頂板、固定蓋板、固定套筒；通過類千分尺頂桿和上組合柵板的安裝配合以及葉片頂板與葉片的配合實現間隙大小的調節；通過類千分尺頂桿中的千分尺結構實現平面葉柵間隙大小的高精度無級調節。優點為：本發明實現平面葉柵實驗裝置的間隙大小的高精度無級調節，在研究不同葉頂間隙大小對葉柵流場的影響時，僅用一套葉柵即可代替多套不同間隙大小的葉柵，減少加工成本；在實驗過程中，無需拆卸葉柵即可完成葉頂間隙大小調節，方便快捷；調節精度由所使用的類千分尺頂桿的精度決定，調節過程平滑，調節精度高，可有效解決背景技術中提出的問題。

技術領域

本發明屬于平面葉柵實驗裝置技術領域，具體涉及一種可變間隙的平面葉柵間隙調節實驗裝置與實驗方法

背景技術

壓氣機/渦輪是是典型的旋轉葉輪機械，應用于航空發動動機、燃氣輪機以及各類動力裝置。為了避免旋轉葉尖與機匣壁面或旋轉輪轂與靜止靜葉之間的摩擦碰撞而造成安全隱患，通常會在旋轉轉子葉尖與靜止的機匣壁面或旋轉輪轂端壁與靜止靜葉葉尖之間的保留一定的徑向間隙，從而形成葉輪機械中特有的間隙結構。已有的研究表明，在葉片壓、吸力面的壓差作用下，通道中靠近壓力面的部分氣流翻越葉尖，從而形成葉頂間隙泄漏流，這對壓氣機的氣動效率、增壓能力以及穩定裕度造成了很大影響。有關葉頂間隙對壓氣機氣動性能、失穩機理等研究已成為葉輪機械領域的研究熱點。葉頂間隙的大小會對葉頂間隙泄漏流形成的復雜的渦系結構發展產生較大的影響，從而對壓氣機的氣動性能與穩定性造成不同程度的影響。因此，以平面葉柵風洞為平臺，開展葉頂間隙流動影響的實驗研究是深刻認識葉頂間隙流動機理、掌握葉頂間隙對壓氣機性能影響規律的重要手段，而帶有間隙的平面葉柵實驗件則是開展實驗研究的關鍵。

在傳統的葉頂間隙影響的實驗研究中，需根據實驗目的設計不同間隙大小的多套葉柵試驗件模型，然后在葉柵風洞實驗臺上更換不同的試驗模型，以獲得不同間隙大小的實驗數據，不僅實驗成本高(多套模型)，而且耗費較長的試驗時間(拆裝模型)。

針對這一問題，許多學者和相關技術人員提出了不同的解決方案：韓少冰等在研究中采取螺栓調節的方式改變葉柵試驗件葉頂間隙大小，這種方法的缺陷在于不同的實驗間隙大小需要加工不同的墊塊，同時，實驗組間需要更換不同的墊塊，耗費較長的實驗時間；黃康等人提出了一種可連續變葉頂間隙的平面葉柵實驗裝置，通過在下柵板下側安裝直線步進電機驅動葉片沿展向運動，改變葉片頂部端面與上柵板下端面距離來改變葉頂間隙大小；但這種方法由于步進電機安裝在葉柵下側中部，導致不易從葉柵中部通道周期性較好的待測葉片底端引出測壓導管，同時葉頂間隙大小的改變由步進電機步進控制，呈跳躍性，而非平滑的改變。

發明內容：

針對現有技術中存在的缺陷，本發明提供一種可變間隙的平面葉柵間隙調節裝置及實驗方法，可有效解決上述問題。

本發明采用的技術方案如下：

一種可變間隙的平面葉柵間隙調節實驗裝置，其特征在于，包括：上(組合)柵板(1)，下柵板(2)、定位柱(3)、定位柱螺栓(4)、葉片(5)、類千分尺頂桿(6)；

所述上(組合)柵板(1)與所述下柵板(2)上下相對設置，所述上(組合)柵板(1) 的四角位置各通過定位柱與所述下柵板連接固定；

所述上(組合)柵板(1)包括中空柵板(1-1)、葉片頂板(1-2)、固定蓋板(1-3)、固定蓋板螺栓(1-4)、固定蓋板螺母(1-5)、固定套筒(1-6)；所述中空柵板(1-1)下側開設N個葉型通槽(1-1-1)，內部開設兩層階梯矩形導槽，所述葉片頂板(1-2)安裝至所述中空柵板第二層導槽(1-1-3)內；