一种能削弱跨音速压气机激波强度的叶片的制作方法

1.本实用新型属于压气机技术领域，尤其涉及一种能削弱跨音速压气机激波强度的叶片。


背景技术：

2.随着压气机性能的不断提高，压气机的轮缘速度也越来越快，使得压气机进口气流的相对流速在部分或全部叶高范围内为跨音速或超音速，叶尖处可达到了1.4至1.6马赫。激波是超音速压气机增压的基础，与此同时也会产生激波损失以及激波干扰引起的边界层分离损失。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种能削弱跨音速压气机激波强度的叶片，以解决压气机轮缘跨音速转动时产生激波损失以及激波干扰引起的边界层分离损失的问题。本实用新型所采用的技术方案如下：
4.一种能削弱跨音速压气机激波强度的叶片，包括压力侧、吸力侧、前缘和尾缘，压力侧、前缘、吸力侧和尾缘依次首尾相连围成等截面的叶片，所述吸力侧与前缘相连一端的轮廓线为直线，吸力侧与尾缘相连一端的轮廓线为曲线，直线和曲线相切连接，且切点位于叶片的最大厚度处。
5.进一步的，曲线为多项式曲线或贝塞尔曲线。
6.进一步的，所述压力侧的轮廓线为两段多项式曲线或贝塞尔曲线。
7.进一步的，所述前缘轮廓为圆弧形或椭圆弧形。
8.进一步的，所述尾缘轮廓为圆弧形或椭圆弧形。
9.进一步的，所述吸力侧分别与前缘和尾缘相切。
10.进一步的，所述压力侧分别与前缘和尾缘相切。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
12.传统的基元级叶型吸力侧采用两段或三段圆弧设计，圆弧多为凸面形状，超音速气流流经叶栅会经历一小段加速过程，不利于波前马赫数的降低。本实用新型提出了一种能削弱跨音速压气机激波强度的叶片结构，其吸力侧轮廓是由一段直线与一段曲线组合而成，使得叶片前缘非常薄，可以控制叶栅通道中激波发生的位置，由直线构成的叶片前部较平缓，叶型最大厚度在55％-60％弦长位置，超音速气流在平直段吸力侧产生预压缩，改变叶型前半段载荷分布，降低了激波前的马赫数，提高了叶片的性能，进而削弱喉部位置的通道激波强度。
附图说明
13.图1是本实用新型的结构示意图；
14.图2是跨音速叶片叶栅通道内的激波示意图；
15.图中：1-吸力侧、11-直线、12-曲线、2-压力侧、3-前缘、4-尾缘。
具体实施方式
16.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
17.本实用新型所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺栓连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认可在现有连接方式中找到至少一种连接方式实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择螺栓连接。
18.以下将结合附图，对本实用新型作进一步详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释，而本实用新型并不局限于以下实施例。
19.如图所示，一种能削弱跨音速压气机激波强度的叶片，包括压力侧1、吸力侧2、前缘3和尾缘4，压力侧2、前缘3、吸力侧1和尾缘4依次首尾相连围成等截面的叶片，所述吸力侧1与前缘3相连一端的轮廓线为直线11，吸力侧1与尾缘4相连一端的轮廓线为曲线12，直线11和曲线12相切连接，且切点位于叶片的最大厚度处。
20.传统的基元级叶型吸力侧采用两段或三段圆弧设计，圆弧多为凸面形状，超音速气流流经叶栅会经历一小段加速过程，不利于波前马赫数的降低。本实用新型提出了一种能削弱跨音速压气机激波强度的叶片结构，叶栅通道中激波上游位置的吸力侧采用直线轮廓，使得叶片前缘非常薄，可以控制叶栅通道中激波发生的位置，由直线构成的叶片前部较平缓，叶型最大厚度在55％-60％弦长位置，超音速气流在平直段吸力侧产生预压缩，改变叶型前半段载荷分布，降低了激波前的马赫数，提高了叶片的性能，进而削弱喉部位置的通道激波强度。
21.曲线12为多项式曲线或贝塞尔曲线、压力侧2的轮廓线为两段多项式曲线或贝塞尔曲线。前缘3的轮廓为圆弧形或椭圆弧形，尾缘4的轮廓为圆弧形或椭圆弧形。吸力侧1的两端分别与前缘3和尾缘4相切，压力侧2的两端分别与前缘3和尾缘4相切。压力侧和吸力侧均为连续性曲面，压力侧2、前缘3、吸力侧1和尾缘4相切连接，使叶片具有良好的流线性，利于气体流动。
22.以上实施例只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。


技术特征：
1.一种能削弱跨音速压气机激波强度的叶片，包括压力侧(2)、吸力侧(1)、前缘(3)和尾缘(4)，其特征在于：压力侧(2)、前缘(3)、吸力侧(1)和尾缘(4)依次首尾相连围成等截面的叶片，所述吸力侧(1)与前缘(3)相连一端的轮廓线为直线(11)，吸力侧(1)与尾缘(4)相连一端的轮廓线为曲线(12)，直线(11)和曲线(12)相切连接，且切点位于叶片的最大厚度处。2.根据权利要求1所述的一种能削弱跨音速压气机激波强度的叶片，其特征在于：所述曲线(12)为多项式曲线或贝塞尔曲线。3.根据权利要求2所述的一种能削弱跨音速压气机激波强度的叶片，其特征在于：所述压力侧(2)的轮廓线为两段多项式曲线或贝塞尔曲线。4.根据权利要求3所述的一种能削弱跨音速压气机激波强度的叶片，其特征在于：所述前缘(3)的轮廓为圆弧形或椭圆弧形。5.根据权利要求4所述的一种能削弱跨音速压气机激波强度的叶片，其特征在于：所述尾缘(4)的轮廓为圆弧形或椭圆弧形。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种能削弱跨音速压气机激波强度的叶片，其特征在于：所述吸力侧(1)分别与前缘(3)和尾缘(4)相切。7.根据权利要求6所述的一种能削弱跨音速压气机激波强度的叶片，其特征在于：所述压力侧(2)分别与前缘(3)和尾缘(4)相切。

技术总结
一种能削弱跨音速压气机激波强度的叶片，属于压气机技术领域，本实用新型为了解决压气机轮缘跨音速转动时产生激波损失以及激波干扰引起的边界层分离损失的问题。包括压力侧、吸力侧、前缘和尾缘。吸力侧靠近前缘一端的轮廓线为直线，吸力侧靠近尾缘一端的轮廓线为曲线，直线和曲线相切连接，且切点位于叶片的最大厚度处。叶栅通道中激波上游位置的吸力侧采用直线轮廓，使得叶片前缘非常薄，可以控制叶栅通道中激波发生的位置，由直线构成的叶片前部较平缓，叶型最大厚度在55％-60％弦长位置，超音速气流在平直段吸力侧产生预压缩，改变叶型前半段载荷分布，降低了激波前的马赫数，提高了叶片的性能，进而削弱喉部位置的通道激波强度。强度。强度。


技术研发人员：刘海旭 张春梅 王辉 冯永志 赵俊明 姜东坡
受保护的技术使用者：哈电发电设备国家工程研究中心有限公司
技术研发日：2022.01.13
技术公布日：2022/5/17