一种可连续变叶顶间隙的平面叶栅试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种可连续变叶顶间隙的平面叶栅试验装置，包括叶栅试验件、安装架，安装架包括设置有测试面，安装架内设置有空腔，还包括驱动装置。有效的实现所需研究的叶顶间隙范围内连续调节；能够用于研究叶顶间隙变化过程的瞬态气动特性；研究叶顶间隙方案的试验研究时，不用更换试验件，可显著缩短试验时间。

【技术实现步骤摘要】
一种可连续变叶顶间隙的平面叶栅试验装置
本技术涉及叶栅试验装置
，具体的说，是一种可连续变叶顶间隙的平面叶栅试验装置。
技术介绍
叶顶间隙是压气机或涡轮叶栅顶部到机匣之间的距离，其是压气机和涡轮叶栅气动性能的重要影响参数之一。叶顶间隙会导致叶顶气流泄漏，会对叶轮性能产生严重的影响，如：①叶顶泄漏使得部分流体直接从叶片前缘通过间歇流出叶片尾缘，没有流经叶轮通道膨胀做功，降低叶轮做功能力；②叶顶泄漏流进入主流通道后与主流相互作用、掺混，并诱导多种流动涡相互作用，改变流场结构并增加流动损失、降低叶轮机效率。叶顶间隙流动及其与主流的相互作用是一个复杂的流动过程，主要包括：①受叶盆与叶背压力差迫使流体从叶盆侧经叶顶间隙向叶背侧泄漏，形成泄漏涡系并改变叶片负荷分布；②叶尖与叶根的附面层对间隙流动的影响；③叶片和机匣间的相对运动对泄漏流动的影响；④叶尖间隙大小影响，间隙越大，泄漏流动越强。为了探索和掌握叶顶泄漏流流动特征及其对叶轮性能的影响，通常需要对不同叶顶间隙方案的叶栅气动性能进行研究。在研究叶顶间隙对叶栅气动性能的影响规律和物理机理研究方面一般是从流动相对简单的二元平面叶栅入手，如图3所示为考虑叶顶间隙的叶栅试验件示意图。平面叶栅试验是叶轮机械气动设计研究领域的基础性试验研究项目，是压气机和涡轮气动设计中验证和校核叶型气动性能的最经济、最快捷、最有效的技术途径。在对压气机和涡轮叶片性能的基础研究中，除了要不断地进行叶片设计、性能改进等理论研究以外，还要进行大量的平面叶栅试验，对理论研究进行验证。通过平面叶栅试验，可以对叶栅的性能有深入的认识，了解叶型在不同方案下的气动性能，并为新的叶型的设计制造积累资料，对提高压气机和涡轮总体性能来说具有重大的意义。平面叶栅试验设备主要由进气段、稳定段、喷管、平面叶栅试验件和排气段等组成。传统的平面叶栅试验改变叶顶间隙的方法在研究不同叶顶间隙方案对叶栅性能影响的平面叶栅试验研究过程中，传统的试验方法是加工不同高度的平面叶栅试验件。试验前加工好不同高度h的叶栅试验件，试验时通过更换不同高度的h叶栅试验件来进行不同叶顶间隙δ方案的平面叶栅试验研究。直线电机简介：直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。直线电机的形状可以是平板式、U型槽式、圆柱形和管式，哪种构造最适合要看实际应用的规格要求和工作环境。直线电机的固定端称为初级，直线运动部件称为次级。在实际应用时，将初级和次级制造成不同的长度和形状，以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变。传统的平面叶栅试验改变叶顶间隙的方法是通过加工不同高度的平面叶栅试验件来实现，所以一个叶顶间隙方案就需要加工一套平面叶栅试验件。试验前确定好不同高度h的叶栅试验件，来进行不同叶顶间隙δ方案的平面叶栅试验研究。在进行不同叶顶间隙方案试验研究时需要加工多套平面叶栅试验件，这使得叶顶间隙参数的研究工作在所选定的范围内是存在阶差的，即试验研究不能得到研究范围内叶顶间隙参数对平面叶栅气动性能的连续变化规律，且不能研究叶顶间隙变化过程中平面叶栅气动性能的瞬态变化过程。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可连续变叶顶间隙的平面叶栅试验装置，能够有效的针对目前平面叶栅试验研究中开展不同叶顶间隙方案时，叶栅试验件加工件数多导致的成本高昂、不能得到叶顶间隙参数对平面叶栅气动性能的连续变化规律和不能开展叶顶间隙变化过程中平面叶栅气动性能的瞬态变化过程研究的问题。本技术通过下述技术方案实现：一种可连续变叶顶间隙的平面叶栅试验装置，包括多个相互平行设置的叶栅试验件、用于安装多个叶栅试验件的安装架，所述安装架包括设置有测试面，所述安装架内设置有用于安装多个叶栅试验件的空腔，还包括与多个叶栅试验件连接且用于驱动多个叶栅试验件靠近/远离测试面的驱动装置。工作原理：使用时，操作人员控制与叶栅试验件连接的驱动装置向靠近/远离测试面运动，由于在驱动装置工作前叶栅试验件靠近测试面一侧与测试面的距离是固定不变的，通过控制驱动装置向靠近/远离测试面的行程，使得叶栅试验件在空腔内的高度发生变化；通过高度的变化能够有效的得到叶顶间隙参数对平面叶栅气动性能的连续变化规律，同时有利于研究人员对叶顶间隙变化过程中平面叶栅气动性能的瞬态变化过程的研究；相比现有技术，本技术只需要一套叶栅试验件即可完成试验，可有效的降低成本。进一步地，为了更好的实现本技术，所述安装架包括设置有测试面的上壁板、与上壁板平行设置的下壁板以及设置在上壁板与下壁板之间的两个螺栓，两个所述螺栓、上壁板、以及下壁板形成用于安装多个叶栅试验件的空腔；所述下壁板与驱动装置连接。进一步地，为了更好的实现本技术，所述叶栅试验件靠近下壁板的一端设置有运动导杆，所述下壁板设置有第二动密封导槽；所述运动导杆穿过第二动密封导槽与驱动装置连接。进一步地，为了更好的实现本技术，所述驱动装置包括与运动导杆远离叶栅试验件一端连接且与下壁板平行设置的运动板、设置在运动板与下壁板之间的直线电机；所述直线电机的运动端与运动板连接，直线电机的固定端与下壁板连接。进一步地，为了更好的实现本技术，所述下壁板靠近上壁板的一侧还设置有用于安装叶栅试验件的靠近下壁板一端的第一动密封导槽，所述第一动密封导槽与第二动密封导槽连通；所述叶栅试验件、第一动密封导槽以及第二动密封导槽数量相同且一一对应设置。进一步地，为了更好的实现本技术，所述多个相互平行的叶栅试验件等间距设置。一种可连续变叶顶间隙的平面叶栅试验装置的试验方法，具体包括以下步骤：步骤S1：设定直线电机在运动之前，叶栅试验件顶部距离下壁板测试面的距离为h0；步骤S2：控制直线电机的运动端向靠近/远离测试面的运动行程S，设定直线电机运动端向靠近测试面运动时的运动行程为﹢S，设定直线电机运动端向远离测试面运动时的运动行程为-S；步骤S3：计算得出:当直线电机向靠近测试面运动时的叶栅试验件的高度H=h0+S,当直线电机向远离测试面运动时的叶栅试验件的高度H=h0-S。本技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：（1）本技术能够有效的实现所需研究的叶顶间隙范围内连续调节；（2）本技术能够用于研究叶顶间隙变化过程的瞬态气动特性；（3）本技术结构简单，易于实现、降低不同叶顶间隙研究过程中的试验件加工费用；（4）本技术用于研究叶顶间隙方案的试验研究时，不用更换试验件，可显著缩短试验时间。附图说明图1为本技术的立面图；图2为本技术中直线电机与下壁板的连接关系示意图；图3为考虑叶顶间隙的叶栅试验件示意图；其中1-叶栅试验件，21-螺栓，22-下壁板，221-第二密封导槽，222-第二密封导槽，23-上壁板，231-测试面，31-运动端，32-固定端，33-运动导板。具体实施方式下面结合实施例对本技术作进一步地详细说明，但本技术的实施方式不限于此。实施例1：本技术通过下述技术方案实现，如图1-图2所示，一种可连续变叶顶间隙的平面叶栅试验装置，包括多个相互平行设置的叶栅试验件1、用于安装多个叶栅试验件1的安装架，所述安装架包括设置有测试面231，所述安装架内设置有用于安装多个叶栅试验件1的空腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可连续变叶顶间隙的平面叶栅试验装置，包括多个相互平行设置的叶栅试验件（1）、用于安装多个叶栅试验件（1）的安装架，所述安装架包括设置有测试面（231），所述安装架内设置有用于安装多个叶栅试验件（1）的空腔，其特征在于：还包括与多个叶栅试验件（1）连接且用于驱动多个叶栅试验件（1）靠近/远离测试面（231）的驱动装置。

【技术特征摘要】
1.一种可连续变叶顶间隙的平面叶栅试验装置，包括多个相互平行设置的叶栅试验件（1）、用于安装多个叶栅试验件（1）的安装架，所述安装架包括设置有测试面（231），所述安装架内设置有用于安装多个叶栅试验件（1）的空腔，其特征在于：还包括与多个叶栅试验件（1）连接且用于驱动多个叶栅试验件（1）靠近/远离测试面（231）的驱动装置。2.根据权利要求1所述的一种可连续变叶顶间隙的平面叶栅试验装置，其特征在于：所述安装架包括设置有测试面（231）的上壁板（23）、与上壁板（23）平行设置的下壁板（22）以及设置在上壁板（23）与下壁板（22）之间的两个螺栓（21），两个所述螺栓（21）、上壁板（23）、以及下壁板（22）形成用于安装多个叶栅试验件（1）的空腔；所述下壁板（22）与驱动装置连接。3.根据权利要求2所述的一种可连续变叶顶间隙的平面叶栅试验装置，其特征在于：所述叶栅试验件（1）靠近下壁板（22）的一端设置有运动导杆，所述下壁板（22）设置有第二动密...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄康，熊能，马护生，时培杰，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，
类型：新型
国别省市：四川,51