本发明专利技术提出一种多参数组合式双级轴向旋流器，包括喷嘴连接环，内级叶片，前置套筒，后置套筒，外级叶片，外环体，外级喷管，内级喷管，填充件，所述喷嘴连接环与所述内级叶片连接，所述内级叶片通过所述前置套筒及所述后置套筒与所述外级叶片连接，所述外级叶片、所述外级喷管与所述外壳体连接，所述内级喷管与所述套筒连接，所述填充件用于调整叶片间距。本发明专利技术可以解决传统旋流器结构固定，无法通过单个旋流器研究旋流器某一参数对流场影响的问题；本发明专利技术设计的内级叶片，外级叶片内级喷管，外级喷管均可以更换以改变旋流器结构参数研究其对流场的影响。其对流场的影响。其对流场的影响。
【技术实现步骤摘要】
一种多参数组合式双级轴向旋流器
[0001]本专利技术涉及航空发动机
，具体为一种多参数组合式双级轴向旋流器。
技术介绍
[0002]旋流器是航空发动机燃烧室的关键部件之一，旋流器的性能直接影响到燃烧组织的好坏，进而影响到航空发动机的燃烧效率、运行稳定性、污染物排放以及出口温度分布等重要性能参数。
[0003]除一些具有特殊构型的旋流器外，按照进气方向可将旋流器分为轴向旋流器和径向旋流器，其中，轴向旋流器由于拥有更小的进气压力损失、更多可选择的结构参数以及更易于与喷嘴匹配等被广泛应用于航空发动机燃烧室。轴向旋流器按照径向流道数目又可分为一级轴向旋流器、双级轴向旋流器以及多级轴向旋流器，其中双级轴向旋流器在旋流强度、流场组织及结构尺寸等方面具有诸多优点因此应用更为广泛。随着航空发动机的不断发展，航空发动机的设计也逐渐趋于将大量来流空气送入燃烧室头部，取消主燃孔和掺混孔，这就使得燃烧室头部结构成为影响燃烧效率、运行稳定性、污染物排放以及出口温度分布的最主要因素，燃烧室头部结构直接决定了航空发动机性能优劣。此外，随着航空发动机的压比不断增加，采用再生冷却技术会使得燃烧室进口燃油达到超临界状态，此状态下燃油热物性会发生明显改变，导致其喷射掺混规律不同于常规状态，因此旋流器与超临界燃油喷雾的匹配成为高温升燃烧室研究的热点。
[0004]旋流器叶片角度、数目、尾喷管长度、直径、出口扩张角均对旋流器性能有明显影响，但传统旋流器结构固定，需要在加工前确定所有几何参数，一旦制造完成很难改变结构，无法使用单个旋流器研究其某一结构参数对流场构建的影响。现有解决方案是针对某一结构，制作多个单一结构改变的旋流器用于实验研究，这样不仅需要频繁更换实验件，增加实验时间成本，同时还增加了实验研究的经济成本。
[0005]因此，需要设计一种便于拆卸和更换的旋流器，以便于针对旋流器结构参数对超临界航空煤油雾化蒸发及燃烧的影响进行解耦研究，寻找单一结构改变对其雾化掺混的影响规律。
技术实现思路
[0006]要解决的技术问题
[0007]针对由于航空发动机旋流器整体结构固定无法使用单个旋流器研究某一结构参数的改变对于燃油雾化掺混及燃烧的影响这一问题，本专利技术设计了一种多参数组合式双级轴向旋流器。
[0008]本专利技术的技术方案
[0009]1、结构包括喷嘴连接环(1)，内级叶片(2)，前置套筒(3)，后置套筒(4)，外级叶片(5)，外环体(6)，外级喷管(7)，内级喷管(8)，填充件(9)，所述喷嘴连接环(1)与所述内级叶片连接(2)(通过填充件紧固和密封)，所述内级叶片(2)通过所述前置套筒(3)及所述后置
套筒(4)与所述外级叶片(5)连接(通过填充件紧固)，所述外级叶片(5)、所述外级喷管(7)与所述外环体(6)连接，其中所述外级喷管(7)与所述外环体(6)通过螺栓连接(M5*0.9)，所述内级喷管(8)与所述后置套筒(4)通过螺栓连接(M2*0.5)，所述填充件(9)设计了弧长为1.4～7.4mm的填充件用于调整叶片间距且用于固定叶片位置，通过调整所属填充件(9)数目尺寸可以设置旋流器内级叶片数目为6～10、外级可安装叶片数目为4～16，以此改变旋流强度；所述外级喷管(7)与所述内级喷管(8)均为可更换原件，通过改变喷管出口直径(外级喷管出口直径为76.6～90.6mm；内级喷管出口直径为33.4～54mm)亦可改变旋流器参数。
[0010]2、内级叶片(2)与所述外级叶片(4)均为可更换原件，通过改变叶片角度(30
°
～60
°
)可以改变旋流器各级旋流数。
[0011]3、外级喷管(7)与所述内级喷管(8)均为可更换原件，通过改变外级喷管收缩比(0.58～1.04)内级喷管扩张角(
‑
45
°
～+45
°
)用以改变旋流器参数。
[0012]4、填充件(9)有不同形式(弧长为1.4～7.4mm)以确保填充件可以与所述喷嘴连接环(1)、所述前置套筒(3)及后置套筒(4)凹槽弧面紧密贴合，设计了弧长为1.4～7.4mm的不同填充件确保填充件与叶片在所述喷嘴连接环(3)、所述前置套筒(3)及所述后置套筒(4)凹槽内紧密布置以此从固定叶片；同时，改变填充件数目可以改变叶片间距，使得所述喷嘴连接环(1)凹槽内可以安装数目为6～10的叶片，所述前置套筒(3)及后置套筒(4)凹槽内可安装数目为4～16的叶片用以改变旋流强度。
[0013]有益效果
[0014](1)针对传统旋流器结构固定、对局部进行更换的缺点，本专利技术将旋流器划分为多个单元部件，每个单元部件均可拆卸更换，当需要调整某个旋流器结构参数时不需要拆卸更换整个旋流器，仅需要更换对应单元部件，大大减少了实际使用和试验研究过程中的时间成本和经济成本。
[0015](2)内级叶片(2)与(4)外级叶片均设计了叶片角度为30
°
～60
°
的原件用以研究不同叶片角度对旋流器性能的影响，同时设计了具有不同弧长的安装座(叶片上下端的凸型结构)的叶片以保证喷嘴连接环(1)、前置套筒(3)及后置套筒(4)的凹槽可以容纳足够数量的叶片。
[0016](3)外级喷管(7)，内级喷管(8)均设计了喉道直径、出口扩张角不同的多个原件，以便于研究喷管结构参数对旋流器性能的影响。
[0017](4)针对前置套筒(3)及后置套筒(4)的凹槽设计了弧长不同的多种填充件(9)，保证凹槽内叶片数目改变时填充件(9)始终能够与叶片安装座紧密贴合保证叶片固定。
附图说明
[0018]图1：一种多参数组合式双级轴向旋流器结构示意图；
[0019]图2：喷嘴连接环结构示意图及剖视图；
[0020]图3：内级叶片组件结构图；
[0021]图4：前、后置套筒组件结构图；
[0022]图5：外级叶片组件结构图；
[0023]图6：外级喷管组件结构图；
[0024]图7：内级喷管组件结构图；
[0025]图8：外环体结构图；
[0026]图9：填充件组件结构示意图；
[0027]图中，喷嘴连接环(1)，内级叶片(2)，前置套筒(3)，后置套筒(4)，外级叶片(5)，外环体(6)，外级喷管(7)，内级喷管(8)，填充件(9)。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明晰，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。本专利技术中内外级叶片以及内外级喷管有众多构型可以设计选择，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做部分改进，因此本专利技术中内外级叶片以及内外级喷管的结构不受下面公开的具体实施例的限制。
[0029]实施例如图1
‑
9所示，本专利技术提出一种多参数组合式双级轴向旋流器，图1为本专利技术的结构示意图，包括喷嘴连接环(1)，内级叶片(2)，前置套筒(3)，后置套筒，(4)外级叶片本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多参数组合式双级轴向旋流器其特征在于：结构包括喷嘴连接环(1)，内级叶片(2)，前置套筒(3)，后置套筒(4)，外级叶片(5)，外环体(6)，外级喷管(7)，内级喷管(8)，填充件(9)，所述喷嘴连接环(1)与所述内级叶片连接(2)，所述内级叶片(2)通过所述前置套筒(3)及所述后置套筒(4)与所述外级叶片(5)连接，所述外级叶片(5)、所述外级喷管(7)与所述外环体(6)连接，所述内级喷管(8)与所述后置套筒(4)连接，所述填充件(9)设计了弧长为1.4～7.4mm的填充件用于调整叶片间距且用于固定叶片位置，通过调整所属填充件(9)数目尺寸可以设置旋流器内级叶片数目为6～10、外级可安装叶片数目为4～16，以此改变旋流强度；所述外级喷管(7)与所述内级喷管(8)均为可更换原件，通过改变喷管出口直径(外级喷管出口直径为76.6～90.6mm；内级喷管出口直径为33.4～54mm)亦可改变旋流器参数。2.内级叶片(2)与所述外级叶片(4)均...
【专利技术属性】
技术研发人员：范玮，王之声，史鹏宇，付意，江金涛，刘蓬晖，罗睿，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。