【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃气涡轮类发动机压气机，具体涉及一种自主抽吸和喷射的压气机处理机匣。
技术介绍
1、先进军用航空发动机对压气机气动性能和可靠性提出越来越高要求，要求压气机高效率工作同时还要保持较高的稳定裕度，所以为了提高级压比，需要不断提高的压气机级气动负荷，会导致叶片非定常气流激励增强，当压气机的压片处于更高的振动应力，就使高周疲劳失效问题越来越突出，所以目前为了满足压气机的气动稳定性，通常采用处理机匣来进行气动扩稳。
2、现有的压气机气动扩稳处理机匣主要有两种设计：第一种在压气机机匣内采用椭圆及圆弧斜槽形式的处理机匣，这种处理机匣结构设计简单，一定程度可提高压气机的稳定裕度，但会产生较大的流动损失，可能会导致压气机效率降低；第二种是在压气机内采用自适应处理机匣，通过压气机前后压差，吸入转子尾缘高压气体以喷入转子叶尖前缘，使得转子叶尖低能流体获得额外动能，改善转子尖部流动堵塞，这种形式的处理机匣气动扩稳效果较好，但是自适应处理机匣主要还处于理论阶段，市场上并没有成熟的自适应处理机匣结构。
3、专利cn114526263a专利技术了一种轴流压气机自适应机匣处理装置及其设计方法，介绍了轴流压气机自适应机匣处理装置包含沿周向均匀间隔布置的管式处理通道，放置方式为沿弦向，但其通道采用了“t”型结构形式，气流在转角位置的流动损失较大，且未说明如何实现这种管式自适应机匣处理如何在机匣上实现结构设计及安装；专利cn107202036b专利技术了一种同时改善静子角区流动的自循环处理机匣14526263a，该自循环处理机匣
4、所以亟须一种自主抽吸和喷射的压气机处理机匣，能够在不增加常规机匣厚度的同时，解决现有的压气机处理机匣压力损失大、气流通过不顺畅和无法大幅度提高压气机稳定裕度的技术问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出一种自主抽吸和喷射的压气机处理机匣，应用于燃气涡轮类发动机压气机中，解决现有的压气机处理机匣压力损失大、气流通过不顺畅和无法大幅度提高压气机稳定裕度的技术问题，具有很高的应用及推广价值。
2、为了达到上述技术目的，本专利技术所采用的具体技术方案为：
3、一种自主抽吸和喷射的压气机处理机匣，包括压气机机匣匣体和设置在压气机机匣匣体上的多个气流连接通道，多个气流连接通道环绕压气机机匣匣体的外圈均匀分布，气流连接通道采用不规则四边形管式结构，呈流线型设计，每个气流连接通道上均设置有与压气机机匣匣体匹配连接的通道喷气口安装座和通道抽气口安装座，通过通道喷气口安装座和通道抽气口安装座分别与设置在压气机机匣匣体的表面上的喷气口定位槽和抽气口定位槽匹配连接。
4、进一步的，喷气口定位槽和抽气口定位槽在压气机机匣匣体表面上的位置通过cfd数值模拟软件进行计算，其中采用cfd数值模拟软件计算工作转速范围内压气机的气动特性，获取不同转速下压气机的流量m、总压比π和效率参数η，稳定裕度计算公式如下：
5、
6、将压气机稳定裕度sm与设计要求裕度值进行对比，将稳定裕度不足最大的工况定位为处理机匣设计转速p，采用cfd数值模拟软件分析转速p工况下压气机近失速条件下的流场特征，寻找流场中损失较集中的区域与中心线的夹角α，转子叶尖投影和中心线的夹角为β，压气机机匣匣体中喷气口定位槽与压气机机匣匣体的中心线夹角等于(α+β)/2，抽气口定位槽与压气机机匣匣体中心线的夹角等于β。
7、进一步的，喷气口定位槽的轴向位置设置在位于压气机内部的转子叶尖的5％～10％弦长位置，抽气口定位槽设置的轴向位置设置在位于压气机内部的转子叶尖90％的弦长位置，喷气口定位槽的长宽比为5～7，抽气口定位槽的长宽比为1～1.2。
8、进一步的，喷气口定位槽的数量与通道喷气口安装座的数量相同，喷气口定位槽与对应的通道喷气口安装座匹配连接，抽气口定位槽与通道抽气口安装座的数量相同，抽气口定位槽与对应的通道抽气口安装座匹配连接。
9、进一步的，压气机处理机匣内部的气流连接通道数量与设置在压气机内部的转子叶片数量一致。
10、进一步的，气流连接通道通过3d打印方式加工成型，气流连接通道的内侧壁在加工过程中通过光整进行表面加工处理，气流连接通道的壁厚为1.5mm～3mm。
11、进一步的，喷气口定位槽与对应的通道喷气口安装座之间采用小间隙配合，抽气口定位槽与对应的通道抽气口安装座采用小间隙配合。
12、进一步的，气流连接通道与压气机机匣匣体通过氩弧焊焊接的方式连接，喷气口定位槽与对应的通道喷气口安装座进行焊接，抽气口定位槽与对应的通道抽气口安装座进行焊接。
13、采用上述技术方案，本专利技术还能够带来以下有益效果：
14、1.本专利技术采用压气机机匣匣体和气流连接通道连接的结构，其中气流连接通道采用不规则四边形管式结构，呈流线型设计，能够在不增加常规机匣的厚度和不过多增加重量的情况下大幅度提升压气机稳定裕度，不需要外部动力装置协助，即能自主实现压力机的扩稳，帮助气流在压气机机匣匣体内部自主进行循环，气流连接通道不存在大角度拐角，气流通过更加顺畅，压力损失更小。
15、2.本专利技术的气流连接通道数量与设置在压气机内部的转子叶片数量一致，不会扰乱压气机内部的气流，保证转子叶片的正常转动，同时气流连接通道采用3d打印成型，生产更加方便，而且气流连接通道的精确度也更高，整个喷气口定位槽和抽气口定位槽的位置通过cfd数值模拟软件进行计算，能够结合压气机近失速条件下的流场特征，保证气流在通过气流连接通道的过程中损失更小，喷气口定位槽和抽气口定位槽与转子叶尖的位置关系也进一步减少气流连接通道对转子叶片的影响。
16、3.本专利技术通过喷气口定位槽、通道喷气口安装座、抽气口定位槽和通道抽气口安装座来辅助气流连接通道和压气机机匣匣体，不仅连接方便，而且采用氩弧焊焊接的方式进行连接，能够满足相关的密封标准，不容易发生断裂的情况，而且气流连接通道的内部通过光整的方式保证表面的粗糙度，能够进一步减小气流在气流连接通道的流动损失。
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1.一种自主抽吸和喷射的压气机处理机匣，其特征在于：包括压气机机匣匣体(10)和设置在压气机机匣匣体(10)上的多个气流连接通道(20)，多个气流连接通道(20)环绕压气机机匣匣体(10)的外圈均匀分布，所述气流连接通道(20)采用不规则四边形管式结构，每个气流连接通道(20)上均设置有与压气机机匣匣体(10)匹配连接的通道喷气口安装座(50)和通道抽气口安装座(60)，通过通道喷气口安装座(50)和通道抽气口安装座(60)分别与设置在压气机机匣匣体(10)的表面上的喷气口定位槽(30)和抽气口定位槽(40)匹配连接。
2.根据权利要求1所述的一种自主抽吸和喷射的压气机处理机匣，其特征在于：所述喷气口定位槽(30)和抽气口定位槽(40)在压气机机匣匣体(10)表面上的位置通过CFD数值模拟软件进行计算，其中采用CFD数值模拟软件计算工作转速范围内压气机的气动特性，获取不同转速下压气机的流量m、总压比π和效率参数η，稳定裕度计算公式如下：
3.根据权利要求2所述的一种自主抽吸和喷射的压气机处理机匣，其特征在于：所述喷气口定位槽(30)的轴向位置设置在位于压气
4.根据权利要求3所述的一种自主抽吸和喷射的压气机处理机匣，其特征在于：所述喷气口定位槽(30)的数量与通道喷气口安装座(50)的数量相同，喷气口定位槽(30)与对应的通道喷气口安装座(50)匹配连接，抽气口定位槽(40)与通道抽气口安装座(60)的数量相同，抽气口定位槽(40)与对应的通道抽气口安装座(60)匹配连接。
5.根据权利要求4所述的一种自主抽吸和喷射的压气机处理机匣，其特征在于：所述压气机处理机匣内部的气流连接通道(20)数量与设置在压气机内部的转子叶片数量一致。
6.根据权利要求5所述的一种自主抽吸和喷射的压气机处理机匣，其特征在于：所述气流连接通道(20)通过3D打印方式加工成型，所述气流连接通道(20)的内侧壁在加工过程中通过光整进行表面加工处理，所述气流连接通道(20)的壁厚为1.5mm～3mm。
7.根据权利要求6所述的一种自主抽吸和喷射的压气机处理机匣，其特征在于：所述喷气口定位槽(30)与对应的通道喷气口安装座(50)之间采用小间隙配合，所述抽气口定位槽(40)与对应的通道抽气口安装座(60)采用小间隙配合。
8.根据权利要求7所述的一种自主抽吸和喷射的压气机处理机匣，其特征在于：所述气流连接通道(20)与压气机机匣匣体(10)通过氩弧焊焊接的方式连接，喷气口定位槽(30)与对应的通道喷气口安装座(50)进行焊接，抽气口定位槽(40)与对应的通道抽气口安装座(60)进行焊接。
...【技术特征摘要】
1.一种自主抽吸和喷射的压气机处理机匣，其特征在于：包括压气机机匣匣体(10)和设置在压气机机匣匣体(10)上的多个气流连接通道(20)，多个气流连接通道(20)环绕压气机机匣匣体(10)的外圈均匀分布，所述气流连接通道(20)采用不规则四边形管式结构，每个气流连接通道(20)上均设置有与压气机机匣匣体(10)匹配连接的通道喷气口安装座(50)和通道抽气口安装座(60)，通过通道喷气口安装座(50)和通道抽气口安装座(60)分别与设置在压气机机匣匣体(10)的表面上的喷气口定位槽(30)和抽气口定位槽(40)匹配连接。
2.根据权利要求1所述的一种自主抽吸和喷射的压气机处理机匣，其特征在于：所述喷气口定位槽(30)和抽气口定位槽(40)在压气机机匣匣体(10)表面上的位置通过cfd数值模拟软件进行计算，其中采用cfd数值模拟软件计算工作转速范围内压气机的气动特性，获取不同转速下压气机的流量m、总压比π和效率参数η，稳定裕度计算公式如下：
3.根据权利要求2所述的一种自主抽吸和喷射的压气机处理机匣，其特征在于：所述喷气口定位槽(30)的轴向位置设置在位于压气机内部的转子叶尖的5％～10％弦长位置，抽气口定位槽(40)设置的轴向位置设置在位于压气机内部的转子叶尖90％的弦长位置，所述喷气口定位槽(30)的长宽比为5～7，抽气口定位槽(40)的长宽比为1～1.2。
4.根据权利要求3所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：程荣辉，汪松柏，霍嘉欣，赵星，曹廷云，张学宝，陈维苇，
申请(专利权)人：中国航发四川燃气涡轮研究院，
类型：发明
国别省市：
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