一种高负荷低压涡轮叶尖泄漏流的控制方法技术

技术编号:41696928 阅读:18 留言:0更新日期:2024-06-19 12:31
本发明专利技术涉及一种高负荷低压涡轮叶尖泄漏流的控制方法,包括:SS1,台阶机匣篦齿封严结构设计;SS2,篦齿封严结构计算验证;SS3,叶冠修型结构设计优化;SS4,通过台阶机匣篦齿封严结构设计和叶冠修型结构设计优化,得出最终设计结果,实现高负荷低压涡轮叶尖泄漏流的控制以及叶冠减重效果。本发明专利技术的一种高负荷低压涡轮叶尖泄漏流的控制方法,一方面在啮合位置采用光滑过渡的圆弧曲线,消除应力集中对叶冠结构强度的影响,另一方面,叶冠上取消了封严篦齿结构,减轻叶冠重量的同时,方便了优化叶冠几何结构的工作,提升叶冠轻量化设计效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于叶轮机械,涉及一种高负荷低压涡轮叶尖泄漏流的控制方法


技术介绍

1、现代航空涡扇发动机的设计中,低压涡轮作为关键部件扮演着至关重要的角色。在涡轮机械中,叶顶与机匣壁面之间的间隙管理是一个复杂而关键的问题。通常情况下,为了避免转子叶片与机匣壁面发生碰撞摩擦,工程师们会在叶顶与机匣端壁之间留有一定的间隙。然而,这种间隙会导致叶顶处产生较大的泄漏流损失和潜流损失,对涡轮性能造成不利影响。为了减少泄漏流和潜流的影响,采用带冠篦齿封严结构是一种有效的解决方案。通过设计合理的带冠涡轮篦齿封严结构,可以有效降低叶尖附近的泄漏流动,提高涡轮的效率和功能力。此外,叶冠结构的摩擦相互作用还能吸收振动能量,起到减振的作用,进一步提高涡轮的可靠性和稳定性。

2、现代民用大涵道比涡扇发动机低压涡轮的设计目标是追求高效率和低重量。这导致了低压涡轮具有级数较少(通常在3级左右)、转速较高、叶片负荷较大的特点。叶片的高负荷设计和高转速使得叶尖处受到较大的离心力作用,进一步增加了对叶尖刚度和叶片结构强度的要求。因此,对叶冠结构进行轻量化设计、优化叶冠几何结构,并本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高负荷低压涡轮叶尖泄漏流的控制结构,其特征在于,包括:机匣和叶冠结构;

2.根据权利要求1所述的一种高负荷低压涡轮叶尖泄漏流的控制结构,其特征在于,其中,封严壁、机匣台阶结构的第一层台阶形成第一封严容腔;

3.根据权利要求2所述的一种高负荷低压涡轮叶尖泄漏流的控制结构,其特征在于,叶冠结构还包括第一啮合面、第二啮合面;

4.根据权利要求3所述的一种高负荷低压涡轮叶尖泄漏流的控制结构,其特征在于,自由来流方向部分流体通过容腔进口进入第一封严容腔,侵入叶冠内的流体一部分在第一封严容腔形成腔内流体,一部分进入进口容腔;而进口容腔内的流体大部分会形成腔...

【技术特征摘要】

1.一种高负荷低压涡轮叶尖泄漏流的控制结构,其特征在于,包括:机匣和叶冠结构;

2.根据权利要求1所述的一种高负荷低压涡轮叶尖泄漏流的控制结构,其特征在于,其中,封严壁、机匣台阶结构的第一层台阶形成第一封严容腔;

3.根据权利要求2所述的一种高负荷低压涡轮叶尖泄漏流的控制结构,其特征在于,叶冠结构还包括第一啮合面、第二啮合面;

4.根据权利要求3所述的一种高负荷低压涡轮叶尖泄漏流的控制结构,其特征在于,自由来流方向部分流体通过容腔进口进入第一封严容腔,侵入叶冠内的流体一部分在第一封严容腔形成腔内流体,一部分进入进口容腔;而进口容腔内的流体大部分会形成腔内流体,少部分通过篦齿间隙进入第二封严容腔;同理,侵入第二封严容腔的这部分流体大部分形成腔内流体,少部分则通过第二个篦齿间隙进入出口容腔;侵入出口容腔的流体一部分形成腔内流体,剩余部分则形成泄漏流,在出口容腔的出口与主流掺混。

5.一种高负荷低压涡轮叶尖泄漏流的控制方法,其特征在于,应用于权利要求1-4任一项所述的一种高负荷低压涡轮叶尖泄漏流的控制结构,包括如下步骤:

6.根据权利要求5所述的一种高负荷低压涡轮叶尖泄漏流的控制方法,其特征在于,其中步骤ss1中,采用双篦齿结构,腔内进出口尺寸、篦齿之间...

【专利技术属性】
技术研发人员:屈骁李六南卢新根张燕峰朱俊强袁淇上武萌谭思聪姜玉雁
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:

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