【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于动力机械，尤其涉及一种超紧凑级间燃烧室叶片布局结构。
技术介绍
1、提高涡轮发动机循环效率一直是航空动力的发展方向，前人提出通过在航空发动机的高压和低压涡轮级之间供油补燃，来提高低压涡轮进口温度，实现发动机循环效率的提高。
2、超紧凑燃烧室(ultra compact combustors,ucc)是2002年美国空军研究实验室提出的一种级间燃烧室组织方案，其结构特征为在低压涡轮导向器导叶的外沿增设一个周向凹腔，空气在凹腔内绕发动机轴线旋转流动，同时向凹腔内喷入燃油进行掺混燃烧。由于切向气流的高速旋转，密度较小的火焰微团或小涡受离心加速度产生的“浮力”作用向轴线方向移动，其速度大于火焰锋面传播速度，微团运动至火焰峰面之前，主导了火焰的传播，提高了火焰传播速度，对燃烧效率有较大的改善作用。而轴线附近旋转线速度小，形成低速区，有利于火焰稳定。凹腔中高温燃气通过低压涡轮导向叶片的径向凹槽向主流掺混。
3、ucc方案最大的优点是不增加发动机轴向长度，仅在径向上增加少量空间，同其他级间燃烧室相比在紧凑性上有很大优势。然而，由于主流的速度快，凹腔内的燃气向主流穿透的深度小，冷热燃气无法进行充分的掺混，导致级间燃烧室出口温度场径向分布均匀性不佳。针对级间燃烧室径向温度分布均匀性不佳的问题，通常采用在级间燃烧室叶片开设径向凹槽的方法，使高温燃气沿凹槽向主流掺混。公开号cn102818285 a申请公开了一种带有十字型凹槽结构的驻涡型涡轮级间燃烧室，在燃烧室内的叶片上开设十字型凹槽结构，此设计方案在不增大压力
4、目前已公开的级间燃烧室方案大都关注出口温度场径向分布，对出口温度场周向分布的关注不高。级间燃烧室的叶片一般为弯叶片，用于出口燃气整流冲击低压涡轮叶片做功。弯叶片凹侧为压力面，静压高，凸侧为吸力面，静压低。大部分级间燃烧室凹腔内高温燃气流出后，受压力梯度左右向低导叶片吸力面流动，造成级间燃烧室出口温度场周向分布均匀性不佳。目前尚未有公开的方案改善级间燃烧室出口温度场周向分布。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种超紧凑级间燃烧室叶片布局结构,以解决大部分级间燃烧室凹腔内高温燃气流出后，受压力梯度左右向低导叶片吸力面流动，造成级间燃烧室出口温度场周向分布均匀性不佳的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术的超紧凑级间燃烧室叶片布局结构的具体技术方案如下：
3、一种超紧凑级间燃烧室叶片布局结构，包括长叶片7和短叶片8；所述长、短叶片相间排列；所述长、短叶片前缘对齐，前缘距凹腔前壁面2～5mm；长叶片7尾缘距级间燃烧室出口2～3mm；两个长叶片之间设置一个短叶片，短叶片8尾缘距级间燃烧室出口30～50mm；短叶片尾缘与长叶片尾缘之间形成一个周向掺混区9。
4、其中，部分沿短叶片吸力面流动的高温燃气在周向掺混区9进行进一步的周向掺混，改善出口温度场均匀性。
5、其中，所述长叶片可保证出口气流呈一定的气流角冲击转子叶片。
6、本专利技术还提供了一种应用上述超紧凑级间燃烧室叶片布局结构的燃烧室。
7、本专利技术还提供了一种应用上述超紧凑级间燃烧室叶片布局结构的发动机。
8、本专利技术的超紧凑级间燃烧室叶片布局结构具有以下优点：提出一种级间燃烧室长短低导叶片相间排列布局，在基本不影响其他性能参数的前提下，有效改善级间燃烧室出口温度场分布，降低低压涡轮转子叶片的热负荷。
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1.一种超紧凑级间燃烧室叶片布局结构，其特征在于，包括长叶片(7)和短叶片(8)；所述长、短叶片相间排列；所述长、短叶片前缘对齐，前缘距凹腔前壁面2～5mm；长叶片(7)尾缘距级间燃烧室出口2～3mm；两个长叶片之间设置一个短叶片，短叶片(8)尾缘距级间燃烧室出口30～50mm；短叶片尾缘与长叶片尾缘之间形成一个周向掺混区(9)。
2.根据权利要求1所述的超紧凑级间燃烧室叶片布局结构，其特征在于，部分沿短叶片吸力面流动的高温燃气在周向掺混区(9)进行进一步的周向掺混，改善出口温度场均匀性。
3.根据权利要求1所述的超紧凑级间燃烧室叶片布局结构，其特征在于，所述长叶片可保证出口气流呈一定的气流角冲击转子叶片。
4.一种应用权利要求1所述超紧凑级间燃烧室叶片布局结构的燃烧室。
5.一种应用权利要求1所述超紧凑级间燃烧室叶片布局结构的发动机。
【技术特征摘要】
1.一种超紧凑级间燃烧室叶片布局结构，其特征在于，包括长叶片(7)和短叶片(8)；所述长、短叶片相间排列；所述长、短叶片前缘对齐，前缘距凹腔前壁面2～5mm；长叶片(7)尾缘距级间燃烧室出口2～3mm；两个长叶片之间设置一个短叶片，短叶片(8)尾缘距级间燃烧室出口30～50mm；短叶片尾缘与长叶片尾缘之间形成一个周向掺混区(9)。
2.根据权利要求1所述的超紧凑级间燃烧室叶片布局结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐幸炎，蔡文哲，余海生，
申请(专利权)人：北京动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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