一种带有倒角结构的叶轮.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CN108304606A(43)申请公布日2018.07.20(21)申请号201711133950.1(22)申请日2017.11.16(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人董平林洪飞郑群(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)G06T17/00(2006.01)F01D5/30(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种带有倒角结构的叶轮(57)摘要本发明涉及一种带有倒角结构的叶轮，包括叶片和轮毂，叶片和轮毂之间有倒角结构，倒角半径沿中弧线变化，叶背前缘倒角半径为δBL和叶盆前缘倒角半径为δPL取值为前缘内切圆半径的10％到30％。叶背最大倒角半径δBmax和叶盆最大倒角半径δPmax取值为叶片最大内切圆半径的30％到50％。叶背尾缘倒角半径为δBT和叶盆尾缘倒角半径为δPT取值为尾缘内切圆半径的10％到30％。将6个位置的倒角半径通过给定曲线进行光滑连接得到一种带有倒角结构的叶轮机械。本发明的叶轮机械带有的特殊倒角结构削弱了前缘马蹄涡的强度；增加了吸力面低压区的面积，延迟了通道涡的形成和发展；削弱了通道涡和壁角涡的掺混，可以明显改善角区流动，降低流动损失。CN108304606ACN108304606A权利要求书1/1页1.一种带有倒角结构的叶轮，包括叶片和轮毂，其特征在于：叶片和轮毂之间有倒角结构，叶片的叶背侧倒角半径的变化曲线满足：其中：δB(0)＝δBLδB(1)＝δBTδB(uBmax)＝δBmax叶盆侧倒角半径的变化曲线满足：其中：δP(0)＝δPLδP(1)＝δPTδp(uPmax)＝δPmax其中，叶背前缘倒角半径δBL和叶盆前缘倒角半径δPL取值均为前缘内切圆半径RL的10％到30％；叶背最大倒角半径δBmax和叶盆最大倒角半径δPmax取值均为最大内切圆半径Rmax的30％到50％；叶背尾缘倒角半径δBT和叶盆尾缘倒角半径δPT取值均为尾缘内切圆半径RT的10％到30％；u为任意位置所处弧长百分比的相对位置，取值范围为0到1，uBmax和uPmax为叶背最大倒角半径点和叶盆最大倒角半径点处的弧长百分比。2.根据权利要求1所述的一种带有倒角结构的叶轮，其特征在于：所述最大内切圆半径Rmax为以中弧线上的点为圆心做叶盆曲线和叶背曲线的最大内切圆的半径；前缘内切圆半径RL为过叶背曲线和叶盆曲线的前缘点做叶背曲线和叶盆曲线的垂线相交于点OL，以OL为圆心，OLBL为半径所做的圆的半径；尾缘内切圆半径RT为过叶背曲线和叶盆曲线的尾缘点做叶盆曲线和叶背曲线的垂线相交于点OT，以OT为圆心，OTBT为半径所做的圆的半径。3.根据权利要求1或2所述的一种带有倒角结构的叶轮，其特征在于：所述中弧线(5)为以叶片的叶盆曲线和叶背曲线前缘端点为圆心且垂直于曲线切矢所在的平面上构造2个同样大小的圆，分别沿叶盆曲线和叶背曲线创建两扫掠实体，两扫略实体的外侧交线沿平面(4)的法线方向在叶形曲线所在的平面(4)上的投影线。4.根据权利要求3所述的一种带有倒角结构的叶轮，其特征在于：所述圆的半径满足两扫掠体至少有一条连续交线。5.根据权利要求1所述的一种带有倒角结构的叶轮，其特征在于：叶背侧倒角半径的变化曲线为光滑的，叶盆侧倒角半径的变化曲线为光滑的。2CN108304606A说明书1/4页一种带有倒角结构的叶轮技术领域[0001]本发明涉及一种燃气涡轮发动机叶轮，特别是一种带有倒角结构的叶轮。背景技术[0002]随着叶轮机械相关技术的发展，叶片与端壁交汇区的流动越来越值得关注，该处的流动通常会导致角区分离，引起性能恶化。在叶根处加上叶根倒角是最常规的处理方式。但常规叶根倒角的存在主要是出于避免应力集中等结构工艺方面的考量，其倒角半径一般沿流程不变。[0003]近年来，针对叶片与端壁交汇区造型的处理出现了一种新的技术，即叶身端壁融合技术。但其造型过程中参考的附面层厚度并不准确，而且严重依赖来流状态，其沿流程取的各个截面进行连接后，导致倒角半径沿流程的变化并不光滑。中弧线是叶片设计的重要基准之一，也是截面线离散的依据，对叶片造型的质量具有十分重要的影响。中弧线的微小误差都可能导致最后的叶片型面不光顺，以中弧线为参考进行倒角结构的设计，沿流程合理布置倒角半径，使倒角半径分布更加光顺，可以提高发动机叶片的气动性能。发明内容[0004]本发明要解决的技术问题在于提供一种能够更好的组织角区流动，削弱或消除角区分离，带有依据叶型中弧线设计的、倒角结构具有变化半径的叶轮。[0005]本发明实现方式如下：[0006]一种带有倒角结构的叶轮，包括