[發明專利]一種基于宏觀孔隙結構的低壓渦輪邊界層強制轉捩方法

有效

• 申請號: 202110986987.9
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113513370B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 朱劍鋒;張揚聞;尤延鋮
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14;F01D5/28
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 張素斌

1.一種基于宏觀孔隙結構的低壓渦輪邊界層強制轉捩方法，其特征在于包括以下步驟：

1)編織物預制體參數的選取：編織物預制體采用整體式設計，設計低壓渦輪葉片的葉身長度相對于高溫合金制備的低壓渦輪葉片的葉身增加0.3％～0.6％；

2)孔隙結構空間分布的設計：孔隙結構布置于整個葉片表面；

3)孔隙結構參數的選取：孔隙率為0.5％～2％，孔隙直徑為0.1～2mm；

4)二步法編織編織物預制體并形成孔隙結構。

2.如權利要求1所述的一種基于宏觀孔隙結構的低壓渦輪邊界層強制轉捩方法，其特征在于：步驟1)中，編織物預制體的編織角為25°～45°。

3.如權利要求1所述的一種基于宏觀孔隙結構的低壓渦輪邊界層強制轉捩方法，其特征在于：步驟1)中，編織物預制體的纖維平均直徑9～15μm，纖維體積分數30％～45％。

4.如權利要求1所述的一種基于宏觀孔隙結構的低壓渦輪邊界層強制轉捩方法，其特征在于：步驟3)中，相鄰孔隙的間距為0.1～2mm，孔隙深度為0.1～2mm。

5.如權利要求4所述的一種基于宏觀孔隙結構的低壓渦輪邊界層強制轉捩方法，其特征在于：所述相鄰孔隙的間距、孔隙深度、孔隙直徑的取值一致。

6.如權利要求1所述的一種基于宏觀孔隙結構的低壓渦輪邊界層強制轉捩方法，其特征在于：步驟4)采用三維編織技術中的二步法，并結合圓形編織。

7.如權利要求6所述的一種基于宏觀孔隙結構的低壓渦輪邊界層強制轉捩方法，其特征在于：步驟4)中，在二步法編織工藝中，攜紗器按照行和列的形式分布在編織機底盤上，編織物預制體成形于上方，使一個運動循環分兩步：在第一步運動中，編織紗在攜紗器的攜帶作用下，將沿軸向排列的軸紗捆綁到一起，編織紗沿指定方向運動，相鄰的編織紗的運動方向相反；在第二步運動中，編織紗沿第一步所指方向的垂直方向運動且相鄰的編織紗的運動方向與之相反；兩個運動步驟為一個循環，重復編織的紗線相互交織形成低壓渦輪葉片織物。

8.如權利要求6所述的一種基于宏觀孔隙結構的低壓渦輪邊界層強制轉捩方法，其特征在于：步驟4)的編織過程中，紗線排列按照編織物截面形狀排，軸紗不運動，軸紗沿編織物的成型方向在結構中呈一條直線，并按其編織物的橫截面形狀分布，編織紗以一定的式樣在軸紗之間運動，靠其張力束緊軸紗，以穩定三維編織物的橫截面形狀，使紗線相互交織交叉在一起，并逐漸形成交錯分布的宏觀編織孔隙，最終構成一個不分層的空間整體。