[實用新型]一種可調擴壓器葉片結構

有效

• 申請號: 202021503299.X
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN213270405U
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 左志濤;林志華;梁奇;侯虎燦;郭文賓;陳海生
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00;F04D29/44
• 代理公司: 北京鍾維聯合知識產權代理有限公司 11579
• 代理人: 原春香

本實用新型提出一種可調擴壓器葉片結構，通過在擴壓器葉片壓力面和/或吸力面的前緣、中部和/或尾緣處設置葉片表面測壓孔，以及在葉片內部設置與各葉片表面測壓孔一一對應連通的第一內部引壓通道，并通過在葉片傳動軸內設置與各第一內部引壓通道一一對應連通的第二內部引壓通道，各第二內部引壓通道的出氣口沿軸向均勻布置在葉片傳動軸延長出氣部分的軸側表面上，各第二內部引壓通道的出氣口形成為與各葉片表面測壓孔一一對應的傳動軸側面測壓孔，即利用自葉片表面到葉片固定/旋轉軸的內流壓力通道引出葉片表面局部靜壓力，最終實現葉片表面載荷的測量。

技術領域

本實用新型屬于離心壓縮機測試技術領域，涉及一種可調擴壓器葉片結構，具體涉及一種適用于離心壓縮機整機運行環境下動態測量壓力面、吸力面表面載荷的可調擴壓器，可應用于離心壓縮機設計工況和變工況時可調擴壓器葉片表面載荷的測試。

背景技術

壓縮空氣儲能技術作為分布式可再生能源應用與未來智能電網、微電網建設領域中的關鍵技術，為實現大規模新能源“安全可靠、低碳環保、高效經濟”的利用提供重要支撐。離心壓縮機是壓縮空氣儲能系統的核心部件，承擔著將待儲蓄電能轉換為工質內能及壓力勢能的任務，其能量轉換效率會直接影響到系統整體效率和儲能經濟性。

而擴壓器作為離心壓縮機中僅次于離心葉輪的重要部件，其功能主要是將離心葉輪出口的高速氣流減速，使動能有效地轉化為壓力勢能。擴壓器的基本型式分為無葉擴壓器和有葉擴壓器兩種，葉片擴壓器又可以分為單列葉片擴壓器，半高葉片(肋條)擴壓器，串列葉片擴壓器，分流葉片擴壓器，楔形葉片擴壓器等多種型式。其中單列葉片擴壓器是葉片擴壓器中最常用的型式，也是本實用新型測試系統中可調擴壓器的型式，其通過調整來流的氣流角度，盡量在合理的范圍內提高擴壓度。單列葉片擴壓器流道較短，設計工況下流動損失較小；但由于葉片的存在，變工況時沖擊損失較大；特別當沖角過大時，流道內易發生嚴重分離，導致失速、喘振現象，穩定運行工況較窄。

由于擴壓器內部流動是復雜的三維粘性流動，內流損失約占級損失的 30％，其氣動性能對整機效率、壓比和變工況運行等有著重要影響，為了提高其優化設計能力，往往需要大量的試驗數據作為分析指導。但目前公開的氣動性能試驗研究中，大都是簡易的靜態平面葉柵、環形葉柵的風洞模擬試驗，其難以反映離心壓縮機真實運行環境下的準確參數；很少有單級或多級的動態試驗，關于整機運行環境下的試驗研究更是微乎其微，因為動態整機試驗研究及其試驗臺設備費用昂貴，且非穩態的動態測試難度較大，高頻數據的有效采集和處理分析較困難。

實用新型內容

針對現有技術的上述缺點和不足，本實用新型提出了一種可調擴壓器葉片結構，其利用自葉片表面到葉片固定/旋轉軸側面的內流壓力通道引出葉片表面局部靜壓力，能在離心壓縮機整機運行環境下，把周向任一葉片擴壓器壓力面、吸力面表面載荷實時反饋輸出。區別于傳統的葉片擴壓器葉柵風洞試驗，其測得的葉片表面載荷試驗數據，能體現離心壓縮機整機運行環境下的真實參數，更能有效指導擴壓器的葉片優化設計；通過傳動固定部分實現擴壓器角度可調，研究葉片擴壓器在調節過程中壓力面、吸力面表面載荷的變化規律，分析可調擴壓器在變工況運行過程中發揮的作用及其原因；另外通過在周向不同位置同時排布多個可調擴壓器，還能分析蝸殼周向不對稱性對葉片擴壓器壓力面、吸力面表面載荷分布的影響。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：

一種可調擴壓器葉片結構，包括一葉片進氣部分、一傳動連接部分和一延長出氣部分，其特征在于，

所述葉片進氣部分包括多個設置在葉片表面的第一測壓孔以及設置在葉片內部的多個第一內部引壓通道，各所述第一內部引壓通道與各所述第一測壓孔一一對應連通，且各所述第一測壓孔分別對應形成為各所述第一內部引壓通道的進氣口；

所述傳動連接部分布置在葉片傳動軸的臨近葉片的部分，用以與外部葉片安裝角調節機構傳動連接，所述外部葉片安裝角調節機構通過帶動所述傳動連接部分轉動以調節擴壓器葉片的安裝角度；