进气余旋角度和温度分布耦合的瞬态可调畸变发生装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113819487A(43)申请公布日2021.12.21(21)申请号202110942446.6(22)申请日2021.08.17(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人刘云鹏张举星颜应文张萍(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人王慧颖(51)Int.Cl.F23R3/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称进气余旋角度和温度分布耦合的瞬态可调畸变发生装置(57)摘要本发明公开了一种进气余旋角度和温度分布耦合的瞬态可调畸变发生装置，属于燃气轮机加力燃烧室技术领域；每个耦合叶片具有六个独立驱动机构，经调节机构可以实时对不同耦合叶片安装角、扭转角度和冷却气流量温度独立调整，以真实发动机机动的速率即时产生实际加力燃烧室进口存在的温度分布和余旋角非均匀分布的复杂极端耦合流场。耦合叶片尾缘可扭转扩大了可生成温度不均匀流场轮廓模式范围，自由度高的耦合叶片对高余旋角区域的复现能力增强，无须对畸变流场轮廓进行降阶近似，可以在不停机情况下于时间空间尺度上获得目标余旋角度和温度分布耦合畸变进气流场，实现了瞬态余旋角度和温度分布耦合畸变模拟。CN113819487ACN113819487A权利要求书1/2页1.一种进气余旋角度和温度分布耦合的瞬态可调畸变发生装置，其特征在于，所述的装置包括环形机匣（1），所述的环形机匣（1）内部设置若干耦合叶片（2）；所述的耦合叶片（2）分为三个部分，包括叶片前缘（3）、叶片主体（4）以及斜向设置的叶片尾缘（5）；所述的叶片尾缘（5）可扭转；所述的叶片尾缘（5）分为四个尾缘段，分别为第一尾缘段（5‑1）、第二尾缘段（5‑2），第三尾缘段（5‑3），第四尾缘段（5‑4）；各尾缘段之间无相互影响作用；所述的空心柱形旋转机构（8）包括第一空心柱形旋转机构（8‑1），第二空心柱形旋转机构（8‑2），第三空心柱形旋转机构（8‑3），第四空心柱形旋转机构（8‑4）；第一尾缘段（5‑1）、第二尾缘段（5‑2），第三尾缘段（5‑3），第四尾缘段（5‑4）分别和第一空心柱形旋转机构（8‑1），第二空心柱形旋转机构（8‑2），第三空心柱形旋转机构（8‑3），第四空心柱形旋转机构（8‑4）焊接；所述的第一空心柱形旋转机构（8‑1），第二空心柱形旋转机构（8‑2），第三空心柱形旋转机构（8‑3），第四空心柱形旋转机构（8‑4）分别通过四个通过第二弧形开孔（11）穿过外部机匣（1）与步进电机相连，通过设定程序输出调节信号驱动空心柱形旋转机构（8）沿第二弧形开孔（11）中心线在±30°范围做周向旋转，实现耦合叶片尾缘（5）角度沿径向方向可实时调节。2.根据权利要求1所述的一种进气余旋角度和温度分布耦合的瞬态可调畸变发生装置，其特征在于，叶片尾缘（5）内部设置矩形流道（13）；空心柱形旋转机构（8）内部设置空心柱形机构流道（14）；具体的，所述的第一尾缘段（5‑1）、第二尾缘段（5‑2），第三尾缘段（5‑3），第四尾缘段（5‑4）中心分别对应存在第一矩形流道（13‑1），第二矩形流道（13‑2），第三矩形流道（13‑3），第四矩形流道（13‑4）；所述的第一空心柱形旋转机构（8‑1），第二空心柱形旋转机构（8‑2），第三空心柱形旋转机构（8‑3），第四空心柱形旋转机构（8‑4）中心分别对应存在第一空心柱形机构流道（14‑1），第二空心柱形机构流道（14‑2），第三空心柱形机构流道（14‑3），第四空心柱形机构流道（14‑4）。3.根据权利要求2所述的一种进气余旋角度和温度分布耦合的瞬态可调畸变发生装置，其特征在于，所述第一矩形流道（13‑1），第二矩形流道（13‑2），第三矩形流道（13‑3），第四矩形流道（13‑4）与第一空心柱形机构流道（14‑1），第二空心柱形机构流道（14‑2），第三空心柱形机构流道（14‑3），第四空心柱形机构流道（14‑4）对应相相连，通过对各个空心柱形机构流道提供流量温度可调的冷却气，经过各尾缘矩形流道释出，冷却气速度应和高温主流速度保持近似相等以抑制温度梯度耗散，进而在叶片尾沿形成轮廓明显的温度不均匀流场。4.根据权利要求1所述的一种进气余旋角度和温度分布耦合的瞬态可调畸变发生装置，其特征在于，所述的叶片前缘（3）端部焊接有第一柱形旋转机构（6），第二柱形旋转机构（7），空心柱形旋转机构（8）；所述的第一柱形旋转机构（6）同时和叶片主体（4）铰接；所述的第一柱形旋转机构（6）与叶片前缘（3）连接处设置第一弧形开孔（9），第一柱形旋转机构（6）通过第一弧形开孔（9）穿过外部机匣（1）与步进电机相连，通过设定程序输出调节信号驱动第一柱形旋转机