一种带周转型抽吸孔的航空发动机压气机叶片制造技术

本发明专利技术公开了一种带周转型抽吸孔的航空发动机压气机叶片，包括：吸力面、压力面、叶顶、叶根、主流孔和周转型抽吸孔；在压气机叶片的最大挠度处开设主流孔，主流孔的径向范围是从压气机叶片的叶根到叶顶；周转型抽吸孔均匀分布在主流孔沿着流动方向的一侧，与主流孔相连通；周转型抽吸孔沿着流动方向延伸预设长度，在预设长度后以预设周转角度回转，延伸到与吸力面相交。既能达到抽除流动分离时的低能流体的效果，又可以尽可能小地对压气机叶片的强度产生影响。产生影响。产生影响。

【技术实现步骤摘要】
一种带周转型抽吸孔的航空发动机压气机叶片


[0001]本专利技术涉及航空压气机叶片
，特别涉及一种带周转型抽吸孔的航空发动机压气机叶片。

技术介绍

[0002]最近这些年来，燃气轮机与航空发动机的快速发展毫不例外的都对压气机的部件提出了更高增压比、更高效率和更大稳定工作范围的要求。压气机压比的提高导致沿压气机叶栅流向、横向的压力梯度的增加，一方面，沿流向逆压梯度的增加会引起叶片吸力面附面层分离，另一方面，横向压力梯度的增加又会引起端壁区域二次流的增强，两者均会导致压气机叶栅内流动恶化，引起叶栅损失增大，最终限制了压气机压比的提高。常见控制压气机内部流动控制的方法主要分为两类：第一是被动流动控制技术，主要方法为改变压气机叶片、端壁等的几何形状来控制流场，如三维叶片技术的弯、掠、倾斜，大小叶片，端弯叶片，翼刀，可控扩散叶型，非轴对称端壁，以及开缝叶片等；第二种是主动流动控制技术，主要方法为在叶栅中通过局部施加激励来控制叶栅内流动分离，包括局部吹气、局部附面层抽吸、等离子体激励、声激励等技术。
[0003]相关技术中，缺少一种可以很好地把会产生流动分离的部分低能流体吸除，使在压气机中的流动具有更好的气动性能的压气机叶片。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术的目的在于提出一种带周转型抽吸孔的航空发动机压气机叶片，该设计既能达到抽除流动分离时的低能流体的效果，又可以尽可能小地对压气机叶片的强度产生影响。/>[0006]为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种带周转型抽吸孔的航空发动机压气机叶片，包括：
[0007]吸力面、压力面、叶顶、叶根、主流孔和周转型抽吸孔；
[0008]在压气机叶片的最大挠度处开设所述主流孔，所述主流孔的径向范围是从所述压气机叶片的所述叶根到所述叶顶；
[0009]所述周转型抽吸孔均匀分布在所述主流孔沿着流动方向的一侧，与所述主流孔相连通；
[0010]所述周转型抽吸孔沿着流动方向延伸预设长度，在所述预设长度后以预设周转角度回转，延伸到与所述吸力面相交，所述周转型抽吸孔的出口在所述压气机叶片的吸力面上。
[0011]另外，根据本专利技术上述实施例的一种带周转型抽吸孔的航空发动机压气机叶片还可以具有以下附加的技术特征：
[0012]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述周转型抽吸孔的周转角度大于90
°
。
[0013]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，周转角为所述周转型抽吸孔未回转前的轴线与回转后的轴线的夹角的补角。
[0014]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述周转型抽吸孔的轴线沿着叶片的中弧线方向。
[0015]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述主流孔的直径为10mm，所述主流孔的长度为200mm。
[0016]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述周转型抽吸孔的直径为2mm。
[0017]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述周转型抽吸孔7的周转直径为6mm。
[0018]本专利技术实施例的一种带周转型抽吸孔的航空发动机压气机叶片，具有以下有益效果：
[0019](1)引入周转型抽吸孔的压气机叶片比无抽吸孔的压气机叶片的压缩效率更高，这是因为由于引入了周转型抽吸孔，附面层中的低能流体被抽除，流动损失被降低了，压缩效率就更高了，每一级压气机叶片的压比就提升了。
[0020](2)压气机的叶片自身很薄，引入抽吸孔会对压气机叶片的强度有一定的影响。本专利技术采用的周转型抽吸孔，有一定的曲率，相比于其他直的抽吸孔应力比较小，对强度影响较小。
[0021](3)在本专利技术中，所述压气机叶片进行附面层抽吸时，抽吸方式为单通气，对于抽吸孔的布置更加容易。
[0022](4)吸力面抽吸的优势在于降低叶栅的整体损失，抑制下游的附面层重新发展，最佳弯角与未抽吸的常规叶栅接近。沿展向全叶高的吸力面抽吸能有效抑制叶片吸力面的附面层发展，对主流损失的改善最为有效，同时，吸力面抽吸也吸除了角区的一部分低能流体；但角区分离仅会受到抑制，无法消除，角区堵塞面积并没有得到显著改观，有效工作范围拓宽有限。
[0023]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0024]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0025]图1为根据本专利技术一个实施例的无抽吸孔时压气机叶片的叶片表面流动示意图；
[0026]图2为根据本专利技术一个实施例的压气机叶片的结构示意图，箭头表示低能流体的流动方向；
[0027]图3为压气机叶片的径向视图；
[0028]图4为在图3中的A-A截面处截取的所述压气机叶片1的剖视图；
[0029]图5为压气机叶片的周向视图；
[0030]图6为在图5中的B-B截面处截取的压气机叶片1为周转角度1的剖视图；
[0031]图7为在图5中的B-B截面处截取的压气机叶片1为周转角度2的剖视图；
[0032]图8为在图5中的B-B截面处截取的压气机叶片1为周转角度3的剖视图；
[0033]图9为压气机叶片1抽除低能流体后的叶片表面流动示意图。
[0034]附图标记：1-叶片，2-吸力面，3-压力面，4-叶顶，5-叶根，6-主流孔，7-周转型抽吸孔，图1，2，7中的箭头表示流体流动方向，图1，9中虚线和叶片表面之间的流动表示边界层。
具体实施方式
[0035]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0036]下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的一种带周转型抽吸孔的航空发动机压气机叶片。
[0037]如图1所示，无抽吸孔压气机叶片的表面流动中，在叶片的吸力面的某个位置会发生流动分离，这种流动分离会产生低能流体，从而降低压气机的压缩效率。
[0038]如图2所示，本专利技术公开了一种带周转型抽吸孔的航空发动机压气机叶片1。需要说明，尽管以下讨论主要关注航空发动机，但是所讨论的概念并不限于航空发动机并且可以应用于采用压气机叶片的任何旋转机械。
[0039]如图2所示，压气机叶片1包括吸力面2、压力面3、叶顶4、叶根5，主流孔6、周转型抽吸孔7。
[0040]在压气机叶片的最大挠度处开设主流孔，主流孔的径向范围是从压气机叶片的叶根到叶顶。
[0041]周转型抽吸孔均匀分布在主流孔沿着流动方向的一侧，与主流孔相连通，在每两个孔的相贯处设置倒圆角。
[0042]周转型抽吸孔沿着流动方向延伸预设长度，在预设长度后以预设周转角度回转，延伸到与吸力面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带周转型抽吸孔的航空发动机压气机叶片，其特征在于，包括：吸力面、压力面、叶顶、叶根、主流孔和周转型抽吸孔；在压气机叶片的最大挠度处开设所述主流孔，所述主流孔的径向范围是从所述压气机叶片的所述叶根到所述叶顶；所述周转型抽吸孔均匀分布在所述主流孔沿着流动方向的一侧，与所述主流孔相连通；所述周转型抽吸孔沿着流动方向延伸预设长度，在所述预设长度后以预设周转角度回转，延伸到与所述吸力面相交，所述周转型抽吸孔的出口在所述压气机叶片的吸力面上。2.根据权利要求1所述的发动机压气机叶片，其特征在于，所述周转型抽吸孔的周转角度大于90
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王松涛，罗磊，罗樵，杜巍，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：