本申请提出一种离心压气机的跨分流叶片自循环处理机匣和离心压气机，包括：主叶片，主叶片包括主叶片前缘；第一分流叶片，第一分流叶片包括第一分流叶片前缘；第二分流叶片，第二分流叶片包括第二分流叶片前缘；主叶片前缘位于第一分流叶片前缘的前侧，第一分流叶片前缘位于第二分流叶片前缘的前侧；机匣，机匣包围主叶片、第一分流叶片和第二分流叶片；以及机匣处理槽，机匣处理槽环绕机匣，机匣处理槽连接于机匣，机匣处理槽的轴向两端在机匣上形成开口，在离心压气机的轴向上，机匣处理槽在机匣上的两个开口分别位于第二分流叶片前缘的上游和下游。的上游和下游。的上游和下游。
【技术实现步骤摘要】
离心压气机的跨分流叶片自循环处理机匣和离心压气机
[0001]本申请属于压气机领域，特别涉及一种离心压气机的跨分流叶片自循环处理机匣和离心压气机。
技术介绍
[0002]压气机是航空发动机领域亟需取得技术突破的关键部件。离心压气机由于具有单级增压比高、稳定工作范围广、结构紧凑、重量轻等优势，在中小型航空发动机中占据重要的地位。但是，离心压气机的技术难度大，投入高，跨声速离心压气机的内部流动异常复杂，激波结构和涡系结构均会导致其稳定裕度和效率的下降。高压比、高负荷、高效率的设计要求为离心压气机的设计带来了诸多技术挑战。
[0003]尤其在大流量(大于1kg/s)、高压比(大于10)的条件下，相较于小流量、低压比的环境，叶片负荷更高，导致激波和泄漏涡相互作用复杂，更容易发生堵塞和失速，使得压气机只能以狭窄的稳定工作范围支持航空发动机全空域全转速工作。
[0004]机匣处理作为一种结构简单、高可靠性的压气机扩稳技术已经广泛应用于轴流和离心压气机工程应用中。传统的机匣处理方式，如机匣放气孔和沟槽类机匣，一般可以将稳定工作裕度提升10％左右。
[0005]在小流量、低压比的情况下，离心压气机的稳定工作裕度较高，一般无需扩稳措施。而随着流量和压比的增高，压气机逐渐进入跨音速的工作状态，激波强度与顶隙泄漏涡的强度都会逐渐增强，压气机的不稳定性加大。
[0006]离心压气机的自循环式机匣可以有效地抑制失速点附近的不稳定流动，推迟失速的发生，从而提高压气机的稳定工作裕度，但是对于大流量、超高压比的情况下，如何在低效率损失的基础上进一步增大裕度，仍缺乏有效的方法。
[0007]传统的离心压气机的自循环机匣的开口一般位于离心叶轮的喉部之后，目的在于分别在堵塞端和失速端对气流进行抽吸，进而达到提高堵塞流量和降低失速流量的作用。但是对于大流量超高压比的离心压气机，离心叶轮的做功能力更强，离心叶轮的喉部之后的压力相较于叶轮的进口处更大，导致传统的离心压气机的机匣很难适用于大流量超高压比的离心压气机。
技术实现思路
[0008]本申请旨在提出一种离心压气机的跨分流叶片自循环处理机匣，从而适用于大流量、超高压比的离心压气机，有效地扩展压气机的稳定工作裕度。
[0009]本申请还提出一种包括跨分流叶片自循环处理机匣的离心压气机。
[0010]本申请的实施方式提出一种离心压气机的跨分流叶片自循环处理机匣，包括：
[0011]主叶片，所述主叶片包括主叶片前缘；
[0012]第一分流叶片，所述第一分流叶片包括第一分流叶片前缘；
[0013]第二分流叶片，所述第二分流叶片包括第二分流叶片前缘；所述主叶片、所述第一
分流叶片和所述第二分流叶片均沿所述离心压气机的周向间隔开地设置有多个，所述主叶片前缘位于所述第一分流叶片前缘的前侧，所述第一分流叶片前缘位于所述第二分流叶片前缘的前侧；
[0014]机匣，所述机匣包围所述主叶片、所述第一分流叶片和所述第二分流叶片；以及
[0015]机匣处理槽，所述机匣处理槽环绕所述机匣，所述机匣处理槽连接于所述机匣，所述机匣处理槽的轴向两端在所述机匣上形成开口，使得所述机匣内的气流能够经由所述机匣处理槽的轴向一端的开口进入所述机匣处理槽，而后从所述机匣处理槽的轴向另一端的开口回到所述机匣，
[0016]在所述离心压气机的轴向上，所述机匣处理槽在所述机匣上的两个开口分别位于所述第二分流叶片前缘的上游和下游。
[0017]在至少一种可能的实施方式中，所述机匣处理槽的上游端在所述机匣上的开口位于所述第一分流叶片前缘和所述第二分流叶片前缘之间。
[0018]在至少一种可能的实施方式中，在所述离心压气机的气流方向上，所述机匣处理槽在所述机匣上的两个开口距离所述第二分流叶片前缘的距离相等。
[0019]在至少一种可能的实施方式中，所述机匣处理槽包括圆弧段和连接段，所述圆弧段通过所述连接段连接于所述机匣，所述连接段垂直于所述机匣和所述连接段的连接位置。
[0020]在至少一种可能的实施方式中，所述连接段沿直线延伸。
[0021]在至少一种可能的实施方式中，所述机匣处理槽在所述机匣上的两个开口位于所述主叶片前缘和所述主叶片的后缘之间27％和41％的位置，所述主叶片前缘所在的位置为0％，所述主叶片的后缘所在的位置为100％。
[0022]在至少一种可能的实施方式中，所述机匣处理槽在所述机匣上的两个开口的宽度分别为1毫米。
[0023]在至少一种可能的实施方式中，所述机匣处理槽包括内壁和外壁，所述内壁和所述外壁采用刚性支撑结构连接。
[0024]在至少一种可能的实施方式中，所述离心压气机使用环境为流量大于4千克每秒，压缩比大于等于10。
[0025]本申请的实施方式还提出一种离心压气机，所述离心压气机包括上述技术方案中任一项所述的离心压气机的跨分流叶片自循环处理机匣。
[0026]通过采用上述技术方案，本申请的机匣使离心压气机可以适用于大流量超高压比，保持较高的稳定工作裕度。
附图说明
[0027]图1示出了根据本申请的实施方式的离心压气机的子午面流道示意图。
[0028]图2示出了根据本申请的实施方式的离心压气机的结构示意图。
[0029]图3示出了根据本申请的实施方式的离心压气机的内部结构示意图。
[0030]图4示出了根据本申请的实施方式的离心压气机的流量
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效率曲线图。
[0031]图5示出了根据本申请的实施方式的离心压气机的流量
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压比曲线图。
[0032]附图标记说明
[0033]1进气道
[0034]2主叶片21主叶片前缘
[0035]3第一分流叶片31第一分流叶片前缘
[0036]4第二分流叶片41第二分流叶片前缘
[0037]5 第一扩压器
[0038]6 第二扩压器
[0039]7 出气口
[0040]8 机匣
[0041]9机匣处理槽91圆弧段92连接段
[0042]A轴向C周向
具体实施方式
[0043]为了更加清楚地阐述本申请的上述目的、特征和优点，在该部分结合附图详细说明本申请的具体实施方式。除了在本部分描述的各个实施方式以外，本申请还能够通过其他不同的方式来实施，在不违背本申请精神的情况下，本领域技术人员可以做相应的改进、变形和替换，因此本申请不受该部分公开的具体实施例的限制。本申请的保护范围应以权利要求为准。
[0044]如图1至图3所示，本申请的实施方式提出一种离心压气机，离心压气机包括进气道1、主叶片2、第一分流叶片3、第二分流叶片4、第一扩压器5、第二扩压器6、出气口7和机匣8。
[0045]图1中的左侧为离心压气机的上游，右侧为离心压气机的下游，气流从上游侧流向下游侧。
[0046]机匣8可以围成沿离心压气机的轴向A延伸的进气道1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种离心压气机的跨分流叶片自循环处理机匣，其特征在于，包括：主叶片(2)，所述主叶片(2)包括主叶片前缘(21)；第一分流叶片(3)，所述第一分流叶片(3)包括第一分流叶片前缘(31)；第二分流叶片(4)，所述第二分流叶片(4)包括第二分流叶片前缘(41)；所述主叶片(2)、所述第一分流叶片(3)和所述第二分流叶片(4)均沿所述离心压气机的周向(C)间隔开地设置有多个，所述主叶片前缘(21)位于所述第一分流叶片前缘(31)的前侧，所述第一分流叶片前缘(31)位于所述第二分流叶片前缘(41)的前侧；机匣(8)，所述机匣(8)包围所述主叶片(2)、所述第一分流叶片(3)和所述第二分流叶片(4)；以及机匣处理槽(9)，所述机匣处理槽(9)环绕所述机匣(8)，所述机匣处理槽(9)连接于所述机匣(8)，所述机匣处理槽(9)的轴向两端在所述机匣(8)上形成开口，使得所述机匣(8)内的气流能够经由所述机匣处理槽(9)的轴向一端的开口进入所述机匣处理槽(9)，而后从所述机匣处理槽(9)的轴向另一端的开口回到所述机匣(8)，在所述离心压气机的轴向(A)上，所述机匣处理槽(9)在所述机匣(8)上的两个开口分别位于所述第二分流叶片前缘(41)的上游和下游。2.根据权利要求1所述的离心压气机的跨分流叶片自循环处理机匣，其特征在于，所述机匣处理槽(9)的上游端在所述机匣(8)上的开口位于所述第一分流叶片前缘(31)和所述第二分流叶片前缘(41)之间。3.根据权利要求1所述的离心压气机的跨分流叶片自循环处理机匣，其特征在于，在所...
【专利技术属性】
技术研发人员：毕殿方，黄旭东，王华鲁，周明，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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