采用自适应康达喷气的叶片及制作方法技术

本发明专利技术提供一种采用康达喷气的叶片，包括：叶片本体(1)，包括凸出的吸力面(2)和凹陷的压力面(3)；喷气通道(8)，其开设在吸力面(2)与压力面(3)之间，喷气通道(8)两端开设有吸力面喷气缝(4)和压力面喷气缝(5)，喷气通道(8)、吸力面喷气缝(4)和压力面喷气缝(5)将吸力面(2)与压力面(3)之间连通；吸力面康达表面(6)，其形成在吸力面喷气缝(4)出口后的吸力面(2)的位置，吸力面康达表面(6)为凸出的曲面；压力面康达表面(7)，其形成在吸力面喷气缝(5)出口后的压力面(3)的位置，压力面康达表面(7)为凸出的曲面。该叶片在工作时，能够有效抑制其表面的流动分离，提高叶轮机械效率。

Blade and manufacturing method of adaptive Kangda jet

【技术实现步骤摘要】
采用自适应康达喷气的叶片及制作方法
本专利技术涉及压气机及涡轮等叶轮机械的流动控制领域，尤其涉及一种采用自适应康达喷气的叶片及制作方法。
技术介绍
流动分离是一种复杂的流体流动现象，普遍存在于压气机和涡轮等流体机械中，其本质源于粘性流动和非粘性流动的相互作用。流动分离导致的低能流体汇集在叶片表面，阻碍主流流体的流动，造成流动通道的阻塞，导致流体机械性能的降低，流动分离严重时，叶轮机械会进入旋转失速和喘振等不稳定的破坏性工况，效率急剧下降，甚至造成严重的事故。因此，设法抑制叶轮机械中的流动分离具有重要的意义。基于此背景，国内外研究人员研究了多种流动控制的方法来抑制叶片表面的流动分离，以提高叶轮机械效率，拓展工作范围。现有的流动控制技术主要分为两大类：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，或添加其他结构来控制气流运动，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，反而有可能使性能恶化。主动控制是监测叶轮机械的运行状态，然后通过调节机构来控制流动分离，需要外界提供能量，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，具有更高的灵活性，受到越来越多研究者的关注。针对叶片表面流动分离现象，主动控制技术中的附面层喷气技术相关研究较多且取得了较为理想的成果，附面层喷气技术因此成为提高压气机效率和稳定性的最具应用潜力的措施之一。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，应用康达效应的环量控制翼型已经成功在飞机应用，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的二维研究，发现在设计点采用1％的喷气量时可以使静压升提高9％，当发生流动分离之后，采用1％的喷气量可以使气流折转角、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它气动性能。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题针对于现有的技术问题，本专利技术提供一种采用自适应康达喷气的叶片，以保证在更大攻角范围内抑制流动分离的现象。(二)技术方案本专利技术提供一种采用康达喷气的叶片，包括：叶片本体1，包括凸出的吸力面2和凹陷的压力面3；喷气通道8，其开设在吸力面2与压力面3之间，喷气通道8两端开设有吸力面喷气缝4和压力面喷气缝5，喷气通道8、吸力面喷气缝4和压力面喷气缝5将吸力面2与压力面3之间连通；吸力面康达表面6，其形成在吸力面喷气缝4出口后的吸力面2的位置，吸力面康达表面6为凸出的曲面；压力面康达表面7，其形成在吸力面喷气缝5出口后的压力面3的位置，压力面康达表面7为凸出的曲面。可选地，在形成吸力面康达表面6的位置，吸力面康达表面6的曲率大于该位置原吸力面2的曲率；在形成压力面康达表面7的位置，压力面康达表面7的曲率大于该位置原压力面3曲率。可选地，在吸力面喷气缝4的出口位置，吸力面康达表面6与吸力面2相切；在压力面喷气缝5的出口位置，压力面康达表面7与压力面3相切。可选地，喷气通道8为圆弧通道，通道内各位置的高度相等。可选地，吸力面喷气缝4及压力面喷气缝5的缝高沿叶片本体1的叶高方向相等。可选地，吸力面喷气缝4及压力面喷气缝5沿叶片主体1的叶高方向垂直于叶片本体1的流面。可选地，喷气通道8内设有至少一个导流叶片，以使气体在喷气通道8内进行转折。可选地，喷气通道8内设有肋板，以加强叶片本体1。本专利技术提供一种采用康达喷气的叶片的制作方法，包括：S1，确定叶片本体1工作时吸力面2和压力面3发生流动分离的起点位置；S2，在吸力面2发生流动分离的起点位置开设吸力面喷气缝4，在压力面3发生流动分离的起点位置开设压力面喷气缝5；S3，在吸力面2和压力面3之间开设喷气通道8，将吸力面喷气缝4和压力面喷气缝5连接，喷气通道8内各位置的高度相等；S4，对吸力面喷气缝4出口后的吸力面2进行加工，形成能够产生康达效应的吸力面康达表面6，对压力面喷气缝5出口后的压力面3进行加工，形成能够产生康达效应的压力面康达表面7。可选地，在喷气通道8内装设至少一个导流叶片，以使气体在喷气通道8内进行转折。(三)有益效果本专利技术提供一种采用自适应康达喷气的叶片，通过在叶片的吸力面和压力面开设喷气缝，并自适应喷气通道与喷气缝连接，当攻角变化时，在压差的作用下，气体由压力较小的喷气缝喷出，为叶片附面层的低能流体增加动量，使其抵抗叶片表面流动分离的能力增强，抑制流动分离，这样，在叶片实际运行过程中发生在吸力面和压力面上的流动分离都能得到有效的抑制；喷气缝后设置康达表面，充分利用康达效应，使喷气附壁流动，避免喷气与主流速度方向不一致引起的掺混损失，提高叶轮机械效率。附图说明图1是本专利技术实施例中采用康达喷气的叶片的结构示意图。【附图中主要元件符号说明】1-叶片主体2-吸力面3-压力面4-吸力面喷气缝5-压力面喷气缝6-吸力面康达表面7-压力面康达表面8-喷气通道h-喷气缝高度F-喷气通道内的气流方向图2是本专利技术实施例中采用康达喷气的叶片喷气通道处的结构的放大示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、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，对本专利技术进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属
中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本专利技术的保护范围。本实施例提供一种采用自适应康达喷气的叶片，如图1所示，具体结构包括：叶片本体1，其中，叶片本体1上，气体流过的吸力面2为凸出的曲面，气体流过的压力面3为凹陷的曲面，一般情况下，吸力面2的曲率大于压力面3的曲率。喷气通道8，其开设在叶片本体1的内部，吸力面2与压力面3之间，喷气通道8两端开设有吸力面喷气缝4和压力面喷气缝5，喷气通道8、吸力面喷气缝4和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用康达喷气的叶片，其特征在于，包括：/n叶片本体(1)，其上形成有凸出的吸力面(2)和凹陷的压力面(3)；/n喷气通道(8)，其开设在所述吸力面(2)与所述压力面(3)之间，所述喷气通道(8)两端开设有吸力面喷气缝(4)和压力面喷气缝(5)，所述喷气通道(8)、所述吸力面喷气缝(4)和所述压力面喷气缝(5)将所述吸力面(2)与所述压力面(3)之间连通；/n吸力面康达表面(6)，其形成在所述吸力面喷气缝(4)出口后的所述吸力面(2)的位置，所述吸力面康达表面(6)为凸出的曲面；/n压力面康达表面(7)，其形成在所述吸力面喷气缝(5)出口后的所述压力面(3)的位置，所述压力面康达表面(7)为凸出的曲面。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用康达喷气的叶片，其特征在于，包括：
叶片本体(1)，其上形成有凸出的吸力面(2)和凹陷的压力面(3)；
喷气通道(8)，其开设在所述吸力面(2)与所述压力面(3)之间，所述喷气通道(8)两端开设有吸力面喷气缝(4)和压力面喷气缝(5)，所述喷气通道(8)、所述吸力面喷气缝(4)和所述压力面喷气缝(5)将所述吸力面(2)与所述压力面(3)之间连通；
吸力面康达表面(6)，其形成在所述吸力面喷气缝(4)出口后的所述吸力面(2)的位置，所述吸力面康达表面(6)为凸出的曲面；
压力面康达表面(7)，其形成在所述吸力面喷气缝(5)出口后的所述压力面(3)的位置，所述压力面康达表面(7)为凸出的曲面。


2.根据权利要求1所述的采用康达喷气的叶片，其特征在于，在形成所述吸力面康达表面(6)的位置，所述吸力面康达表面(6)的曲率大于该位置原所述吸力面(2)的曲率；
在形成所述压力面康达表面(7)的位置，所述压力面康达表面(7)的曲率大于该位置原所述压力面(3)曲率。


3.根据权利要求1所述的采用康达喷气的叶片，其特征在于，在所述吸力面喷气缝(4)的出口位置，所述吸力面康达表面(6)与所述吸力面(2)相切；
在所述压力面喷气缝(5)的出口位置，所述压力面康达表面(7)与所述压力面(3)相切。


4.根据权利要求1所述的采用康达喷气的叶片，其特征在于，所述喷气通道(8)为圆弧通道，通道内各位置的高度相等。


5.根据权利要求1所述的采用康达喷气的叶片，其特征在于，所述吸力面喷...

【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：发明
国别省市：北京;11