一种用于改善平面叶栅周期性和出口流场品质的组合抽吸系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于改善平面叶栅周期性和出口流场品质的组合抽吸系统，包括：上端壁抽吸腔、左侧转盘、左侧转盘滑道、叶栅风洞实验台、叶栅风洞实验台固定座、右侧转盘和右侧转盘滑道。本发明专利技术利用左侧栅板和右侧栅板对称抽吸、左侧栅板和右侧栅板栅前附面层结构对称抽吸，通过节流阀门控制布置在叶栅上抽吸装置，实现叶栅内部流场周期性和密流比的控制，同时可以根据不同叶栅的需要，调整左侧栅板和右侧栅板上抽吸孔开设的数量和相对位置，更为高效节能的实现叶栅出口流场周期性和密流比的控制效果。制效果。制效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于改善平面叶栅周期性和出口流场品质的组合抽吸系统


[0001]本专利技术涉及叶轮机械
，具体而言，尤其涉及一种用于改善平面叶栅周期性和出口流场品质的组合抽吸系统。

技术介绍

[0002]平面叶栅试验是新叶型设计方法验证的基础性试验，试验结果可直接作为叶型气动性能评估与改进的依据。在压气机性能的基础研究中，平面叶栅风洞试验研究占据了极为重要的地位。在航空发动机平面叶栅试验过程中，确保叶栅流动通道之间的固有周期特性，是保证叶栅试验数据有效性和可靠性的重要技术要求之一。
[0003]通过平面叶栅风洞实验，可以获得叶型在不同来流下的气动性能，为新叶型的设计积累技术资料。但风洞试验段流场会受到叶栅端壁和侧壁附面层的影响，造成栅前气流的偏斜和不均匀；试验叶片的展向尺寸有限，如果不对附面层进行处理，会使叶栅流场中主流区域面积收缩，流动偏离二维叶栅真实流动情况。平面叶栅试验件的流场品质具体包括轴向密流比，栅前来流不均匀度，栅前来流的偏斜性以及栅后流场周期性。良好的流场品质是保证叶栅试验数据有效性和可靠性的重要技术要求。
[0004]现有的技术中，是通过抽吸泵连接平面叶栅端壁抽吸腔和进口来流附面层抽吸腔进行抽吸。但有如下缺陷：(1)现有结构进行左右栅板抽吸时，由于直接连接在抽吸泵上，容易造成左右抽吸能力不对称，无法预测抽吸流量，影响叶栅内部流场结构；由于现有栅板抽吸孔/缝的位置固定，在不同攻角条件下，抽吸能力不能够根据具体情况进行调整；(2)现有的抽吸结构没有在上端壁上布置抽吸，由于上下端壁附面层的发展影响，严重影响平面叶栅出口流场的周期性，在不同攻角下对流场周期性的影响不同，严重影响实验结果的准确性；(3)现有的附面层抽吸形式为距离叶栅进口前缘较远位置处，需要较大的抽吸背压，才能实现附面层的抽吸，同时由于左右附面层抽吸的能力不对称，无法保证对称抽吸。

技术实现思路

[0005]根据上述提出的现有结构进行左右栅板抽吸时，由于直接连接在抽吸泵上，容易造成左右抽吸能力不对称，无法预测抽吸流量，影响叶栅内部流场结构；由于现有栅板抽吸孔/缝的位置固定，在不同攻角条件下，抽吸能力不能够根据具体情况进行调整；现有的抽吸结构没有在上端壁上布置抽吸，由于上下端壁附面层的发展影响，严重影响平面叶栅出口流场的周期性，在不同攻角下对流场周期性的影响不同，严重影响实验结果的准确性；现有的附面层抽吸形式为距离叶栅进口前缘较远位置处，需要较大的抽吸背压，才能实现附面层的抽吸，同时由于左右附面层抽吸的能力不对称，无法保证对称抽吸的技术问题，而提供一种用于改善平面叶栅周期性和出口流场品质的组合抽吸系统。本专利技术主要利用左侧栅板和右侧栅板对称抽吸、左侧栅板和右侧栅板栅前附面层结构对称抽吸，通过节流阀门控制布置在叶栅上抽吸装置，实现叶栅内部流场周期性和密流比的控制，同时可以根据不同
叶栅的需要，调整左侧栅板和右侧栅板上抽吸孔开设的数量和相对位置，更为高效节能的实现叶栅出口流场周期性和密流比的控制效果。
[0006]本专利技术采用的技术手段如下：
[0007]一种用于改善平面叶栅周期性和出口流场品质的组合抽吸系统，包括：上端壁抽吸腔、左侧转盘、左侧转盘滑道、叶栅风洞实验台、叶栅风洞实验台固定座、右侧转盘和右侧转盘滑道；
[0008]所述左侧转盘和所述右侧转盘的结构相同，对称设置，分别与所述左侧转盘滑道和所述右侧转盘滑道转动连接；所述左侧转盘滑道和所述右侧转盘滑道的结构相同，对称安装在所述叶栅风洞实验台上；所述上端壁抽吸腔安装于所述叶栅风洞实验台上，其上端布置有上端壁抽吸腔抽吸孔；所述叶栅风洞实验台安装于所述叶栅风洞实验台固定座上，所述叶栅风洞实验台的内部具有中空腔体结构；
[0009]所述左侧转盘上设有左侧栅板固定块、左侧栅板、左侧来流附面层抽吸缝，所述左侧栅板与所述左侧栅板固定块固定连接，所述左侧来流附面层抽吸缝开设在所述左侧栅板固定块的下方，至少开设有一条；
[0010]所述右侧转盘上设有右侧栅板固定块、右侧栅板、右侧来流附面层抽吸缝，所述右侧栅板固定块与所述左侧栅板固定块的结构相同，对称设置；所述右侧栅板与所述右侧栅板固定块固定连接，并与所述左侧栅板的结构相同，对称设置；所述右侧来流附面层抽吸缝开设在所述右侧栅板固定块的下方，与所述左侧来流附面层抽吸缝的结构相同，条数相等，对称设置；
[0011]所述左侧转盘与所述右侧转盘间构成与所述中空腔体结构相连通的中空腔室，所述中空腔室内安装有测试叶片装置，所述测试叶片装置的两侧通过所述左侧栅板和所述右侧栅板上对称设置的结构相同的测试叶片固定孔进行固定；所述测试叶片装置的前侧和后侧分别与上导流板和下导流板接触连接，所述上导流板和所述下导流板均置于所述中空腔室和所述中空腔体结构相连通的空间区域内；
[0012]所述左侧转盘的外壁面上设有与附面层抽吸腔稳压箱相连通的左侧来流附面层抽吸腔，内部设有中空腔室Ⅰ，与所述左侧来流附面层抽吸缝相连通，所述左侧来流附面层抽吸缝与所述中空腔室相连通；
[0013]所述右侧转盘的外壁面上设有与附面层抽吸腔稳压箱相连通的右侧来流附面层抽吸腔，所述右侧来流附面层抽吸腔与所述左侧来流附面层抽吸腔的结构相同，对称设置，内部设有中空腔室Ⅱ，与所述右侧来流附面层抽吸缝相连通，所述右侧来流附面层抽吸缝与所述中空腔室相连通；
[0014]所述测试叶片装置由一排若干测试叶片组成，每个所述测试叶片的背面两侧对称设有一组结构相同的测试叶片吸力面抽吸孔结构，两侧所述测试叶片吸力面抽吸孔结构分别开设在所述左侧栅板和所述右侧栅板上，呈对称分布；最靠上位置的测试叶片与所述上端壁抽吸腔相连；
[0015]所述左侧栅板固定块的外壁面上设有与端壁抽吸腔稳压箱相连通的左侧栅板抽吸腔，内部设有中空腔室Ⅲ，通过所述测试叶片吸力面抽吸孔结构与所述中空腔室相连通；
[0016]所述右侧栅板固定块的外壁面上设有与端壁抽吸腔稳压箱相连通的右侧栅板抽吸腔，所述右侧栅板抽吸腔与所述左侧栅板抽吸腔的结构相同，对称设置，内部设有中空腔
室Ⅳ，通过所述测试叶片吸力面抽吸孔结构与所述中空腔室相连通。
[0017]进一步地，所述测试叶片装置中最靠上位置的测试叶片为带抽吸孔测试叶片，其前缘与所述上导流板接触连接；
[0018]所述带抽吸孔测试叶片通过管路与所述上端壁抽吸腔抽吸孔一一对应相互连通，可根据实验过程中需要，调节所述上端壁抽吸腔抽吸孔的数量，以及在不同叶栅冲角的情况下调整所述上端壁抽吸腔抽吸孔的抽吸位置，减小叶栅靠近上端壁附近低能流体团的聚集，高效节能精准的调整平面叶栅出口流场品质，提高叶栅的周期性；
[0019]所述测试叶片装置中最靠下位置的测试叶片与所述下导流板接触连接，起到封闭叶栅下端壁作用，减小叶栅下端壁气流泄漏，使得靠近下端壁的气流沿着所述测试叶片装置中最靠下位置的测试叶片的压力面侧流出叶栅；
[0020]所述测试叶片可为压气机叶片或涡轮叶片。
[0021]进一步地，所述左侧栅板上至少开设有一条左侧栅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于改善平面叶栅周期性和出口流场品质的组合抽吸系统，其特征在于，包括：上端壁抽吸腔(1)、左侧转盘(2)、左侧转盘滑道(5)、叶栅风洞实验台(6)、叶栅风洞实验台固定座(7)、右侧转盘(8)和右侧转盘滑道；所述左侧转盘(2)和所述右侧转盘(8)的结构相同，对称设置，分别与所述左侧转盘滑道(5)和所述右侧转盘滑道转动连接；所述左侧转盘滑道(5)和所述右侧转盘滑道的结构相同，对称安装在所述叶栅风洞实验台(6)上；所述上端壁抽吸腔(1)安装于所述叶栅风洞实验台(6)上，其上端布置有上端壁抽吸腔抽吸孔(21)；所述叶栅风洞实验台(6)安装于所述叶栅风洞实验台固定座(7)上，所述叶栅风洞实验台(6)的内部具有中空腔体结构；所述左侧转盘(2)上设有左侧栅板固定块(10)、左侧栅板(11)、左侧来流附面层抽吸缝(12)，所述左侧栅板(11)与所述左侧栅板固定块(10)固定连接，所述左侧来流附面层抽吸缝(12)开设在所述左侧栅板固定块(10)的下方，至少开设有一条；所述右侧转盘(8)上设有右侧栅板固定块、右侧栅板(16)、右侧来流附面层抽吸缝，所述右侧栅板固定块与所述左侧栅板固定块(10)的结构相同，对称设置；所述右侧栅板(16)与所述右侧栅板固定块固定连接，并与所述左侧栅板(11)的结构相同，对称设置；所述右侧来流附面层抽吸缝在所述右侧栅板固定块的下方，与所述左侧来流附面层抽吸缝(12)的结构相同，条数相等，对称设置；所述左侧转盘(2)与所述右侧转盘(8)间构成与所述中空腔体结构相连通的中空腔室，所述中空腔室内安装有测试叶片装置，所述测试叶片装置的两侧通过所述左侧栅板(11)和所述右侧栅板(16)上对称设置的结构相同的测试叶片固定孔(14)进行固定；所述测试叶片装置的前侧和后侧分别与上导流板(18)和下导流板(19)接触连接，所述上导流板(18)和所述下导流板(19)均置于所述中空腔室和所述中空腔体结构相连通的空间区域内；所述左侧转盘(2)的外壁面上设有与附面层抽吸腔稳压箱(37)相连通的左侧来流附面层抽吸腔(4)，内部设有中空腔室Ⅰ，与所述左侧来流附面层抽吸缝(12)相连通，所述左侧来流附面层抽吸缝(12)与所述中空腔室相连通；所述右侧转盘(8)的外壁面上设有与附面层抽吸腔稳压箱(37)相连通的右侧来流附面层抽吸腔，所述右侧来流附面层抽吸腔与所述左侧来流附面层抽吸腔(4)的结构相同，对称设置，内部设有中空腔室Ⅱ，与所述右侧来流附面层抽吸缝相连通，所述右侧来流附面层抽吸缝与所述中空腔室相连通；所述测试叶片装置由一排若干测试叶片(20)组成，每个所述测试叶片(20)的背面两侧对称设有一组结构相同的测试叶片吸力面抽吸孔结构，两侧所述测试叶片吸力面抽吸孔结构分别开设在所述左侧栅板(11)和所述右侧栅板(16)上，呈对称分布；最靠上位置的测试叶片(20)与所述上端壁抽吸腔(1)相连；所述左侧栅板固定块(10)的外壁面上设有与端壁抽吸腔稳压箱(31)相连通的左侧栅板抽吸腔(3)，内部设有中空腔室Ⅲ，通过所述测试叶片吸力面抽吸孔结构与所述中空腔室相连通；所述右侧栅板固定块的外壁面上设有与端壁抽吸腔稳压箱(31)相连通的右侧栅板抽吸腔(9)，所述右侧栅板抽吸腔(9)与所述左侧栅板抽吸腔(3)的结构相同，对称设置，内部设有中空腔室Ⅳ，通过所述测试叶片吸力面抽吸孔结构与所述中空腔室相连通。2.根据权利要求1所述的用于改善平面叶栅周期性和出口流场品质的组合抽吸系统，
其特征在于，所述测试叶片装置中最靠上位置的测试叶片(20)为带抽吸孔测试叶片(17)，其前缘与所述上导流板(18)接触连接；所述带抽吸孔测试叶片(17)通过管路与所述上端壁抽吸腔抽吸孔(21)一一对应相互连通，可根据实验过程中需要，调节所述上端壁抽吸腔抽吸孔(21)的数量，以及在不同叶栅冲角的情况下调整所述上端壁抽吸腔抽吸孔(21)的抽吸位置，减小叶栅靠近上端壁附近低能流体团的聚集，高效节能精准的调整平面叶栅出口流场品质，提高叶栅的周期性；所述测试叶片装置中最靠下位置的测试叶片(20)与所述下导流板(19)接触连接，起到封闭叶栅下端壁作用，减小叶栅下端壁气流泄漏，使得靠近下端壁的气流沿着所述测试叶片装置中最靠下位置的测试叶片(20)的压力面侧流出叶栅；所述测试叶片(20)可为压气机叶片或涡轮叶片。3.根据权利要求1或2所述的用于改善平面叶栅周期性和出口流场品质的组合抽吸系统，其特征在于，所述左侧栅板(11)上至少开设有一条左侧栅板前缘抽吸缝(13)，位于所述测试叶片吸力面抽吸孔结构的下方以及所述测试叶片装置的前缘位置，进一步减小叶栅附面层的厚度，降低附面层造成的影响；所述左侧栅板前缘抽吸缝(13)的开缝方向与所述左侧来流附面层抽吸缝(12)的开缝方向的中轴线平行，为保证端壁抽吸能力，所述左侧栅板前缘抽吸缝(13)和所述左侧来流附面层抽吸缝(12)的宽度均小于或等于所述测试叶片吸力面抽吸孔(15)的直径；所述右侧栅板(16)...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩吉昂，徐文峰，李聪，胡义，江达林，杨嗣涵，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：