带中间机匣的轴流压气机静子.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CN110005644A(43)申请公布日2019.07.12(21)申请号201810007656.4(22)申请日2018.01.04(71)申请人中国航发商用航空发动机有限责任公司地址200241上海市闵行区莲花南路3998号(72)发明人黎晨万科高倩解亚东(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100代理人陈亮(51)Int.Cl.F04D29/54(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称带中间机匣的轴流压气机静子(57)摘要本发明提供了一种带中间机匣的轴流压气机静子，所述轴流压气机静子的叶片外机匣和轮毂流道之间设有中间机匣，所述中间机匣呈环形结构，与所述轴流压气机静子叶片连接为一体；所述中间机匣将所述轴流压气机静子处的流动分为多个涵道，所述中间机匣的子午流路的前段接近水平，后段逐渐下压，中间段光滑过渡。本发明通过改善静子根尖端区的流动，降低流动损失，提高压气机的裕度和效率，即主要是实现气动效果，且结构较简单，容易实现。CN110005644ACN110005644A权利要求书1/1页1.一种带中间机匣的轴流压气机静子，其特征在于，所述轴流压气机静子的叶片外机匣和轮毂流道之间设有中间机匣，所述中间机匣呈环形结构，与所述轴流压气机静子叶片连接为一体；所述中间机匣将所述轴流压气机静子处的流动分为多个涵道，所述中间机匣的子午流路的前段接近水平，后段逐渐下压，中间段光滑过渡。2.如权利要求1所述的带中间机匣的轴流压气机静子，其特征在于，所述中间机匣的截面形状为叶片造型。3.如权利要求2所述的带中间机匣的轴流压气机静子，其特征在于，所述中间机匣的截面前缘采用非对称的椭圆形状。4.如权利要求3所述的带中间机匣的轴流压气机静子，其特征在于，所述中间机匣的截面进口攻角为0°。5.如权利要求1所述的带中间机匣的轴流压气机静子，其特征在于，所述轴流压气机静子的静子机匣流路为水平状，所述轴流压气机静子的静子轮毂流路为水平状。6.如权利要求1所述的带中间机匣的轴流压气机静子，其特征在于，所述轴流压气机静子的静子机匣流路为水平状，所述轴流压气机静子的静子轮毂流路为倾斜上抬状。7.如权利要求1所述的带中间机匣的轴流压气机静子，其特征在于，所述轴流压气机静子的静子机匣流路为水平状，所述轴流压气机静子的静子轮毂流路的前段为平直状，后段为倾斜上抬状。8.如权利要求1所述的带中间机匣的轴流压气机静子，其特征在于，所述中间机匣的子午流路设置在靠近所述轴流压气机静子的根部区域和/或尖部区域。9.如权利要求1-8任意一项所述的带中间机匣的轴流压气机静子，其特征在于，所述中间机匣的子午流路的子午转角小于等于30°。2CN110005644A说明书1/5页带中间机匣的轴流压气机静子技术领域[0001]本发明涉及涡扇发动机叶轮机械领域，特别涉及一种带中间机匣的轴流压气机静子。背景技术[0002]在涡扇发动机叶轮机械领域中，航空发动机压气机的设计裕度和效率直接影响整台发动机的性能。目前，国际上先进压气机设计朝着高压比、高负荷的方向发展，以减少级数，实现减重和增加结构可靠性。级压比的提高带来叶片弯角的增大，而根尖端区由于存在环壁边界层及其和叶片表面边界层之间的互相阻滞效应，气体流速较低。在大弯角的情况下叶型吸压力面之间静压差较大，气流转弯离心力难以与周向静压梯度平衡，容易产生较严重的二次流和角涡，甚至产生分离。[0003]根据经验，高负荷压气机失速往往发端于静子端区分离，低能流体和分离涡沿径向迅速迁移拓展，造成展向大范围分离失速。因此在叶片设计时，端区往往给定较负的设计攻角，而这会进一步增大叶片弯角，带来矛盾。为了改善压气机的端区流场，国内外学者提出了很多方法，包括弯掠设计、非轴对称端壁设计、边界层抽吸等，这些方法一定程度上可以改善端区的流场问题，但或者结构较为复杂，或者改善效果有限无法满足要求。[0004]轴流压气机是指气流基本平行于旋转叶轮轴线流动的压气机。静子是指风扇增压级/压气机中不旋转的且具有导流作用的叶片。中间机匣是指位于静子叶片外机匣与轮毂流道之间的一层环形结构，与一圈静子叶片连结成一体。对于负荷较高的压气机，静子的根尖端区通常弯角较大，扩散因子(D因子)较高，且由于环壁边界层和叶片表面边界层之间的相互阻滞作用，端区二次流较严重，低能流体径向迁移产生角涡甚至流动分离，流动损失较高，进而导致压气机裕度和效率降低，静子端区的气流分离往往是导致压气机失速的主要原因。[0005]有鉴于此，本领域技术人员亟待研制一种新型的能克服上述缺陷的轴流压气机静子。发明内容[0006]本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中轴流压气机的静子结构复杂，轴流端区的流场改善