一种轴流压气机叶片及轴流压气机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种轴流压气机叶片，包括：叶片本体(1)，包括叶片本体吸力面(2)和叶片本体压力面(14)，叶片本体吸力面(2)为凸面，叶片本体压力面(14)为凹面，叶片本体吸力面(2)上形成有多个康达表面(6，7，8)；叶片本体吸力面(2)与叶片本体压力面(14)之间开设有多个引气通道(9，10，11)，叶片本体吸力面(2)上开设有多个喷气缝(3，4，5)，并且，喷气缝(3，4，5)的进口与相邻的引气通道(9，10，11)连通，喷气缝(3，4，5)的出口与相邻的康达表面(6，7，8)相连；导流叶片(15)，设于引气通道(9，10，11)内部。另外，本实用新型专利技术还提供了一种轴流压气机。

An Axial Compressor Blade and Axial Compressor

【技术实现步骤摘要】
一种轴流压气机叶片及轴流压气机
本技术涉及轴流压气机流动控制领域，具体地，涉及一种轴流压气机叶片及轴流压气机。
技术介绍
高空低雷诺数下高性能发动机设计技术是制约高空飞行器研制的瓶颈之一。随着飞行高度的升高，大气温度、压力和密度降低，当发动机在小速度条件下工作时，发动机处于低雷诺数环境，导致摩擦阻力和气流损失增大。雷诺数低于临界雷诺数会造成附面层转捩推迟，叶片前缘附近的层流附面层比湍流附面层更容易分离，叶型损失增加，严重影响压气机的效率和稳定性。因此，设法抑制压气机叶片吸力面流动分离具有重要意义。在此背景下，国内外研究人员研究了多种流动控制的方法来控制叶片吸力面的流动分离，以提高压气机效率，拓展压气机工作范围。现有的流动控制方法主要分为两大类：主动控制和被动控制，其中，被动控制不需要外界提供能量，仅通过改变压气机原来的结构，或添加小结构来控制气体的流动，但是，当流动状态发生改变时，被动控制方案不一定适应该流动状态下的叶轮机械气动性能，反而有可能使其性能恶化；主动控制是检测压气机的运行状态，然后通过调节机构来控制流动分离，需要外界提供能量，但控制效果明显。近年来，主动控制技术逐渐成熟，相比于被动控制技术有更高的灵活性，受到越来越多研究者的关注。针对叶片吸力面分离现象，主动控制技术中的关于附面层喷气技术的研究较多且取得了较为理想的成果，因此，附面层喷气技术成为了提高压气机效率和稳定性的最具应用潜力的措施之一，而基于康达效应的康达喷气技术是附面层喷气技术的一种新的应用形式，其与常规的附面层喷气技术的区别在于该技术的应用需要在叶型尾缘构造曲率一定的康达表面。1934年罗马尼亚空气动力学家亨利·康达首先在航空飞行器实验中发现了射流流体具有绕其附近固体表面流动的趋势的特性，并将其命名为康达效应。康达效应首先在机翼上应用，通过康达效应的环量控制机翼已经成功在飞机上得到应用，如美国的YC-14和前苏联的安-72等；Clark和Ordway首先将康达射流引入压气机中，成功推迟了高转速条件下压气机喘振和失速的发生；Fischer将康达效应应用于某四级高速轴流压气机第一级静子叶栅上，发现在设计点采用1％的喷气量时可以使静压升提高9％，当发生分离之后，采用1％的喷气量可以使气流折转角和静压升增加的同时减小总压损失；Vorreiter在静叶吸力面尾缘的射流口之后设计康达表面，分别在单列直叶栅和某四级高速压气机第一级静叶栅上进行研究，发现在非设计工况时使用0.5％的喷气量可以有效提高静压升及其他气动性能。然而，现有流动分离控制技术研究大多基于常规飞行高度下飞行器的流动分离情况，欠缺高空低雷诺数下流动分离控制技术的研究。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本技术提供了一种轴流压气机叶片及轴流压气机，至少解决以上技术问题。(二)技术方案本技术提供了一种轴流压气机叶片，包括：叶片本体，包括前缘、尾缘、叶片本体吸力面和叶片本体压力面，所述叶片本体吸力面为凸面，所述叶片本体压力面为凹面，所述叶片本体吸力面上形成有多个康达表面；所述叶片本体吸力面与所述叶片本体压力面之间开设有多个引气通道，所述叶片本体吸力面上开设有多个喷气缝，并且，所述喷气缝的进口与所述引气通道连通，所述喷气缝的出口与所述康达表面相连；导流叶片，设于所述引气通道内部。可选地，所述喷气缝平行于所述叶片本体吸力面的轴向。可选地，所述引气通道的下表面与相邻的所述康达表面的连接为圆弧连接。可选地，所述喷气缝的出口连接的所述康达表面相切于与该康达表面相邻的所述叶片本体吸力面。可选地，所述康达表面的曲率大于原叶片本体吸力面在该康达表面位置处的曲率。可选地，所述导流叶片为弧形结构。可选地，所述喷气缝的缝高与所述康达表面的半径之比小于0.1。可选地，所述导流叶片包括：吸力面导流叶片，其设于与所述叶片本体吸力面相近的所述引气通道的内壁上；压力面导流叶片，其设于与所述叶片本体压力面相近的所述引气通道的内壁上。可选地，所述引气通道用于连接至喷气气源。本技术的另一个方面还提供了一种轴流压气机，包括：压气机机匣；轮毂，其设于所述压气机机匣的轴向位置；静叶，其沿所述压气机机匣的轴向位置分布于该压气机机匣的内侧，至少一片所述静叶为上述轴流压气机叶片；动叶，其沿所述压气机机匣的轴向位置分布于该压气机轮毂的外侧。(三)有益效果本技术提供的轴流压气机叶片及轴流压气机，具有以下有益效果：(1)通过在压气机叶片本体吸力面多位置开设喷气缝和引气通道，并将喷气缝后的叶片本体吸力面设置为康达表面，使得喷气缝中喷出的气体为附面层的低能流体增加动量，使其抵抗叶片通道内逆压梯度的能力增强，进而抑制整个吸力面附面层发生流动分离；(2)引气通道内的导流叶片采用弧形结构，使得引气通道内的喷气以均匀的轴向速度由喷气缝喷出，进而避免喷气在引气通道内由于流动方向偏转而导致的展向分布不均匀；(3)喷气缝后的叶片本体吸力面采用康达表面，充分利用康达效应，使喷气附壁流动，避免由于喷气与主流速度方向不一致而引起的掺混损失，进而提高压气机的效率。附图说明图1示意性示出了本技术实施例提供的轴流压气机叶片的结构示意图。图2示意性示出了本技术实施例提供的轴流压气机叶片内部导流叶片的结构示意图。附图标记说明：1-叶片本体；2-叶片吸力面；3-喷气缝；4-喷气缝；5-喷气缝；6-康达表面；7-康达表面；8-康达表面；9-引气通道；10-引气通道；11-引气通道；12-叶片前缘；13-叶片尾缘；14-叶片压力面；15-导流叶片；16-吸力面导流叶片；17-压力面导流叶片。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术进一步详细说明。本技术某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本技术的各种实施例可以有许多不同形式实现，而不应被解释为限于此处所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本技术满足适用的法律要求。图1示意性示出了本技术实施例提供的轴流压气机叶片的结构示意图，图2示意性示出了本技术实施例提供的轴流压气机叶片内部导流叶片的结构示意图。下面结合图2，对图1中的轴流压气机叶片进行详细说明。从图1中可以看出，该轴流压气机叶片包括：叶片本体1，包括叶片本体吸力面2和叶片本体压力面14，叶片本体吸力面2为凸面，叶片本体压力面14为凹面，叶片本体吸力面2上形成有多个康达表面6、7、8；叶片本体吸力面2与叶片本体压力面14之间开设有多个引气通道9、10、11，叶片本体吸力面2上开设有多个喷气缝3、4、5，形成的喷气缝3、4、5的进口分别与引气通道9、10、11连通，喷气缝3、4、5的出口分别与康达表面6、7、8相连。在本实施例中，以形成三个喷气缝为例进行说明。喷气缝3、4、5平行于叶片本体吸力面2的轴向，即喷气缝3、4、5设于叶片本体吸力面2的不同轴向位置，每个喷气缝之间彼此平行，对于单个喷气缝而言，其高度沿叶片本体吸力面2的展向固定不变。每个引气通道9、10、11的下表面与相邻的康达表面6、7、8的连接为圆弧连接，康达表面6、7、8是圆弧连接的一部分。每个引气通道9、10、11的气体经喷气缝3、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴流压气机叶片，其特征在于，包括：叶片本体(1)，包括叶片本体吸力面(2)和叶片本体压力面(14)，所述叶片本体吸力面(2)为凸面，所述叶片本体压力面(14)为凹面，所述叶片本体吸力面(2)上形成有多个康达表面(6，7，8)；所述叶片本体吸力面(2)与所述叶片本体压力面(14)之间开设有多个引气通道(9，10，11)，所述叶片本体吸力面(2)上开设有多个喷气缝(3，4，5)，并且，所述喷气缝(3，4，5)的进口与相邻的所述引气通道(9，10，11)连通，所述喷气缝(3，4，5)的出口与相邻的所述康达表面(6，7，8)相连；导流叶片(15)，设于所述引气通道(9，10，11)内部。

【技术特征摘要】
1.一种轴流压气机叶片，其特征在于，包括：叶片本体(1)，包括叶片本体吸力面(2)和叶片本体压力面(14)，所述叶片本体吸力面(2)为凸面，所述叶片本体压力面(14)为凹面，所述叶片本体吸力面(2)上形成有多个康达表面(6，7，8)；所述叶片本体吸力面(2)与所述叶片本体压力面(14)之间开设有多个引气通道(9，10，11)，所述叶片本体吸力面(2)上开设有多个喷气缝(3，4，5)，并且，所述喷气缝(3，4，5)的进口与相邻的所述引气通道(9，10，11)连通，所述喷气缝(3，4，5)的出口与相邻的所述康达表面(6，7，8)相连；导流叶片(15)，设于所述引气通道(9，10，11)内部。2.根据权利要求1所述的轴流压气机叶片，其特征在于，所述喷气缝(3，4，5)平行于所述叶片本体吸力面(2)的轴向。3.根据权利要求1所述的轴流压气机叶片，其特征在于，所述引气通道(9，10，11)的下表面与相邻的所述康达表面(6，7，8)的连接为圆弧连接。4.根据权利要求1所述的轴流压气机叶片，其特征在于，所述喷气缝(3，4，5)的出口连接的所述康达表面(6，7，8)相切于与该康达表面(6，7，8)相邻的所述叶片本体吸力面(2)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜娟，吴帅，李继超，张宏武，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11