压气机前窄后宽式缝式处理机匣装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种压气机前窄后宽式缝式处理机匣装置，该装置包括：轮毂，用于安装转子；转子，由绕旋转轴转动的多片叶片组成，安装在该轮毂上；圆筒形的试验件机匣，具有一设定厚度并呈360°包围所述叶片；多个缝式处理机匣，各个缝式处理机匣通过一设定间距离散地开设在圆筒形的试验件机匣的内壁。本发明专利技术公开的该压气机前窄后宽式缝式处理机匣装置，在试验件机匣内壁开设多个离散的倾斜缝，缝向着转子旋转方向倾斜一定的角度。缝自气流流动方向呈现前窄后宽线性扩张式设计。通过缝底面上下游压差，缝抽吸叶顶低能流体，然后输运到上游喷射，改变叶顶泄漏流和主流的动量，以及改善流动损失。实现兼顾压气机效率与扩稳的效果。

Narrow front and wide back slot casing treatment device of compressor

【技术实现步骤摘要】
压气机前窄后宽式缝式处理机匣装置
本专利技术涉及压气机流动稳定性控制
，尤其涉及一种压气机前窄后宽式缝式处理机匣装置。
技术介绍
压气机稳定性是衡量压气机性能至关重要的参数之一，其好坏直接影响着发动机与飞行员的安全。缝式处理机匣由于其较强的扩稳能力而备受关注。缝式处理机匣能够改善压气机叶顶区域的流动堵塞状况，推迟引起压气机失稳因素的发生，从而提高压气机的失速裕度。压气机叶顶区域的流动具有极强的三维流动与非定常特征，而缝式处理机匣的引入又加剧处理机匣与主流的相互作用。如何设计缝式处理机匣结构有效地提高压气机稳定工作范围，且降低对压气机效率的负面影响，仍是目前压气机领域具有挑战性的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种压气机前窄后宽式缝式处理机匣装置，以至少部分解决
技术介绍
中的问题。本专利技术提供的技术方案是：一种压气机前窄后宽式缝式处理机匣装置，该装置包括：轮毂，用于安装转子；所述转子，由绕旋转轴转动的多片叶片组成，安装在该轮毂上；圆筒形的试验件机匣，具有一设定厚度并呈360°包围该叶片；多个缝式处理机匣，各个缝式处理机匣间通过一设定间距离散地开设在该圆筒形的试验件机匣的内壁。一些实施例中，该缝式处理机匣的开口与该转子的叶顶的轴向叠合量为叶顶轴向弦长的0.4-1.0倍。一些实施例中，该缝式处理机匣的缝底面中部宽度与处理机匣间距的比值小于0.6，该处理机闸间距＝缝式处理机匣的缝底面中部宽度+相邻两个缝式处理机匣间的设定间距。>一些实施例中，该缝式处理机匣的高度小于0.5倍的转子的叶顶轴向弦长。一些实施例中，该缝式处理机匣的长度为转子的叶顶轴向弦长的0.5-1.0倍。一些实施例中，该缝式处理机匣的向转子的旋转方向的倾斜角度小于或者等于60°。一些实施例中，该缝式处理机匣的向转子的旋转轴方向的倾斜角度小于或者等于90°。一些实施例中，该缝式处理机匣在转子的单个叶片通道的个数为小于或者等于10个。一些实施例中，该缝式处理机匣沿着气流流动方向呈前窄后宽线性扩张式结构。一些实施例中，该缝式处理机匣的剖面为矩形、圆弧型或者流线型。一些实施例中，各个缝式处理机匣之间的设定间距相同。一些实施例中，转子与圆筒型的试验件机匣之间具有叶顶间隙。一些实施例中，压气机为单级或者多级的轴流式、混流式或者径流式压气机。本专利技术所提出的该压气机前窄后宽式缝式处理机匣装置，与现有技术方法相比，具有的优势为：该前窄后宽式的缝式处理机匣结构，在保证缝式处理机匣的开口面积不变的前提下，一方面由于其后宽式设计，拥有更大的抽吸面积，因而可以抽吸更多叶顶区域低能流体进入缝内，减缓叶顶堵塞。同时，抽吸作用可以大大的削弱叶顶泄漏涡的发展并降低叶顶泄漏量，减弱泄漏损失与掺混损失。另一方面，缝的输运作用，将下游低能流体在压差的作用下于上游喷射出。其前窄式设计，可以使流体喷射的速度更高，加速来流，从而使来流获得更大的动量，“抵抗”泄漏流的溢出。因此，该设计可以有效地提高压气机的稳定工作范围，同时不会造成较大的损失。附图说明为了更清楚地说明本专利技术提供的技术方案，下面将对附图作简单介绍。下面的附图仅仅是本专利技术的一些实施例。图1为本专利技术一实施例关于缝式处理机匣的子午面结构示意图；图2为图1中的A-A截面的结构图；图3为图1中的B-B截面的结构图；图4-图8为本专利技术实施时的多种剖面形式的缝式处理机匣的子午面结构图。图中：1-轮毂2-圆筒形的试验件机匣3-转子4-缝式处理机匣具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并通过具体实施例对其进行详细说明。需说明的是，附图中未描述的实现方式，为所属
中技术人员所知的形式。以下实施例中提到的方向用语，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是说明并非用来限制本专利技术。本专利技术一实施例提供了一种压气机前窄后宽式缝式处理机匣装置，如图1所示，包括：轮毂1，该轮毂1用于安装转子3，具体为，用于转子3上叶片的安装固定；转子3，该转子3由绕旋转轴转动的多片叶片组成，安装在该轮毂1上，用于给工质做功；圆筒形的试验件机匣2，具有一设定厚度并呈360°包围转子3上的叶片；多个缝式处理机匣4，各个缝式处理机匣4间通过一设定间距离散地开设在圆筒形的试验件机匣2的内壁。一些实施例中，在压气机的转子3和圆筒形的试验件机匣2之间存在叶顶间隙。在压气机的转子3的叶顶压力面和吸力面间的压差的作用下，气流经过间隙形成泄漏流，泄漏流使端壁边界层加厚，流动堵塞加重，引起压气机发生失速。一些实施例中，在压气机的圆筒形的试验件机匣2的内壁开设若干均匀分布的缝式处理机匣4，也即，使各个缝式处理机匣4之间的设定间距相同，该结构可以抽吸积累在叶顶的低能流体，通过缝式处理机匣4的输运作用，将流体在上游喷出，与来流掺混加速来流，使来流获得更高的流向动量，阻碍泄漏流的溢出，推迟失速的发生。一些实施例中，对于所述的缝式处理机匣，进一步有：该缝式处理机匣的长度为转子的叶顶轴向弦长的0.5-1.0倍；和/或该缝式处理机匣的高度小于0.5倍的转子的叶顶轴向弦长；和/或该缝式处理机匣的开口与转子的叶顶的轴向叠合量为叶顶轴向弦长的0.4-1.0倍。本实施例中，如图1所示，所述缝式处理机匣4的长度L为80％的叶顶轴向弦长；缝式处理机匣4的高度H为25％的叶顶轴向弦长；缝式处理机匣4的开口与转子的叶顶的轴向叠合量O为40％的叶顶轴向弦长。另一些实施例中，对于上述的缝式处理机匣，进一步有：该缝式处理机匣的向转子的旋转轴方向的倾斜角度小于或者等于90°；和/或该缝式处理机匣的向转子的旋转方向的倾斜角度小于或者等于60°；和/或该缝式处理机匣在转子的单个叶片通道的个数为小于或者等于10个。本实施例中，如图2和图3所示，缝式处理机匣4与旋转轴方向的夹角α为30°；缝式处理机匣4在每个叶片通道的个数为4个；缝式处理机匣4的向转子3的转动方向的倾斜角度θ为30°。本实施例中，基于上述的缝式处理机匣4，更进一步包括：请参见图3所示的B-B截面，缝式处理机匣4的底面顺着气流流通的方向，且缝式处理机匣4的底面由前至后呈现线性变宽的趋势；再请参见图3所示的B-B截面，旋转的压气机转子3与缝式处理机匣4的相对位置会发生周期性的变化。当缝式处理机匣4位于压气机的转子3的正上方时，缝式处理机匣4)的底面恰好跨越压气机的转子3的压力面和吸力面。在压力面和吸力面压差的作用下，聚集在叶顶的低能流体会被抽吸进入缝式处理机匣4内，然后被输运到上游，再喷射入来流，与来流掺混，加速来流，增大来流的流向动量。因此，缝式处理机匣4能够有效降低叶顶区域的堵塞并使来流获得更高的动量改善叶顶的流动，从而提高压气机的稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压气机前窄后宽式缝式处理机匣装置，其特征在于，包括：/n轮毂，用于安装转子；/n所述转子，由绕旋转轴转动的多片叶片组成，安装在所述轮毂上；/n圆筒形的试验件机匣，具有一设定厚度并呈360°包围所述叶片；/n多个缝式处理机匣，各个所述缝式处理机匣间通过一设定间距离散地开设在所述圆筒形的试验件机匣的内壁。/n

【技术特征摘要】
1.一种压气机前窄后宽式缝式处理机匣装置，其特征在于，包括：
轮毂，用于安装转子；
所述转子，由绕旋转轴转动的多片叶片组成，安装在所述轮毂上；
圆筒形的试验件机匣，具有一设定厚度并呈360°包围所述叶片；
多个缝式处理机匣，各个所述缝式处理机匣间通过一设定间距离散地开设在所述圆筒形的试验件机匣的内壁。


2.根据权利要求1所述的压气机前窄后宽式缝式处理机匣装置，其特征在于，所述缝式处理机匣的开口与所述转子的叶顶的轴向叠合量为叶顶轴向弦长的0.4-1.0倍。


3.根据权利要求1所述的压气机前窄后宽式缝式处理机匣装置，其特征在于，所述缝式处理机匣的缝底面中部宽度与处理机匣间距的比值小于0.6，所述处理机闸间距＝缝式处理机匣的缝底面中部宽度+相邻两个缝式处理机匣间的设定间距。


4.根据权利要求1所述的压气机前窄后宽式缝式处理机匣装置，其特征在于：
所述缝式处理机匣的高度小于0.5倍的所述转子的叶顶轴向弦长；和/或
所述缝式处理机匣的长度为所述转子的叶顶轴向弦长的0.5-1.0倍。


5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜娟，张千丰，巴顿，李智慧，张宏武，聂超群，
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