一种带有导流小叶片的轴流压气机转子.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CN105927584A(43)申请公布日2016.09.07(21)申请号201610259805.7(22)申请日2016.04.25(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人刘军吴艳辉安光耀陈智洋彭文辉杨玄州(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人顾潮琪(51)Int.Cl.F04D29/32(2006.01)F04D29/54(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称一种带有导流小叶片的轴流压气机转子(57)摘要本发明为一种带有导流小叶片的轴流压气机转子，包括转子叶片、机匣、轮毂，所述机匣上还装有导流小叶片；所述导流小叶片双圆弧叶型的直叶片，导流小叶片叶根和机匣上游连接，且在机匣上周向均布；导流小叶片轴向位置位于转子叶片叶顶上游10％-30％的叶顶弦长处，导流小叶片的弯曲方向朝向转子叶片(1)的旋转方向。本发明使叶顶区通道气流攻角和扩散因子减小，降低了叶顶区的负荷，抑制了转子叶片叶顶泄漏流堵塞流道。扩大了压气机转子的稳定工作范围，提高压气机的流量裕度。比起叶顶喷气技术，导叶式处理机匣安装方便，结构简单。无需外界提供能量，并节省工业制造成本。CN105927584ACN105927584A权利要求书1/1页1.一种带有导流小叶片的轴流压气机转子，包括转子叶片(1)、机匣(4)、轮毂(3)，其特征在于，所述机匣上还装有导流小叶片(2)；所述导流小叶片(2)为双圆弧叶型的直叶片，导流小叶片(2)叶根和机匣(4)连接，且在机匣(4)上游周向均布；导流小叶片(2)轴向位置位于转子叶片(1)叶顶上游10％-30％的叶顶弦长处，导流小叶片(2)的弯曲方向朝向转子叶片(1)的旋转方向。2.如权利要求1所述的一种带有导流小叶片的轴流压气机转子，其特征在于，导流小叶片(2)弦长比转子叶片(1)的弦长低1-2个数量级，导流小叶片(2)弦长是转子叶片(1)叶顶弦长的1％-20％；导流小叶片(2)的高度为转子叶片(1)高度的5％-15％。3.如权利要求1所述的一种带有导流小叶片的轴流压气机转子，其特征在于，导流小叶片(2)的安装角为0°，叶型弯角为20°-50°。2CN105927584A说明书1/2页一种带有导流小叶片的轴流压气机转子技术领域[0001]本发明涉及叶轮机械的流动控制领域，具体涉及一种带有导流小叶片的轴流压气机转子。背景技术[0002]对于现代航空发动机，通常要求其风扇和进口级压气机能在各种复杂流场下稳定工作。然而当压气机进口流量减少时，压气机转子的间隙泄漏流和主流的交界面向转子通道上游移动。进口流量近一步减少时，间隙泄漏流反向流出转子通道，在叶尖形成堵塞区，使压气机进入旋转失速、喘振等非稳定工况，压气机性能急剧恶化，严重影响发动机的正常工作。为了提高压气机转子的稳定工作范围，文献“CompressorStabilityEnhancementUsingDiscreteTipInjection[J].JournalofTurbomachinery.2001,123:14-23”提供了一种提高压气机转子稳定工作范围的技术，该文献对一台跨音压气机的叶顶进行离散喷气，在相同的流量工况下，减小了叶顶区的扩散因子，使叶顶的载荷降低，进而扩大了压气机转子的稳定工作范围。文献中使用叶顶喷气技术来改进压气机转子性能，虽然显著的提高了压气机转子的稳定工作范围，但喷气转置需要外接气源以及一系列控制部件，实施起来流程复杂，实用较低性。发明内容[0003]本发明需要解决的技术问题是：为了探索出更为简易的压气机转子扩稳技术，本发明提出了一种带有导流小叶片的轴流压气机转子。即在压气机转子叶片叶顶通道上游的机匣上，安装导流小叶片，小叶片尺寸比转子叶片低1-2个数量级，也就是说小叶片的整体尺寸是转子叶片的1％-10％。在小流量工况下，小叶片改变了气流的方向，使气流更加迎合转子叶顶通道，减小了转子叶顶区的气流攻角和扩散因子，抑制了泄漏流堵塞流道，因此提高了压气机转子的稳定工作范围。比起叶顶喷气技术，该方案简单易行，只需在原有的转子叶片叶顶上游机匣上安装一组导流小叶片。避免了叶顶喷气扩稳技术需要外接起源以及一系列控制部件的麻烦。[0004]本发明的技术方案是：一种带有导流小叶片的轴流压气机转子，包括转子叶片1、机匣4、轮毂3，所述机匣上还装有导流小叶片2；所述导流小叶片2为双圆弧叶型的直叶片，导流小叶片2叶根和机匣4上游连接，且在机匣4上游周向均布；导流小叶片2轴向位置位于转子叶片1叶顶上游10％-30％的叶顶弦长处，导流小叶片2的弯曲方向朝向转子叶片1的旋转方向。[0005]本发明进一步的技术方案是：导流小叶片