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一种带有S型槽的涡轮叶片、方法及应用

2022-11-19 11:07:28 来源:中国专利 TAG:

技术特征:
1.一种带有s型槽的涡轮叶片,包括压力面和吸力面,其特征在于:所述吸力面侧分离点前端设置有展向扰动涡形状的s型槽,所述s型槽沿涡轮叶片吸力面展向连续分布;s型槽的设计参数为深度h、流向宽度l、幅值a、波长w,其中,深度h和s型槽波峰前端边界层厚度δ正相关,流向宽度l与深度h正相关,幅值a和流向宽度l正相关,波长w与幅值a正相关。2.根据权利要求1所述带有s型槽的涡轮叶片,其特征在于:所述s型槽的分布形状满足正弦型或余弦型函数。3.根据权利要求1所述带有s型槽的涡轮叶片,其特征在于:所述s型槽的参数计算公式如下:h=(0.5~0.8)δ;h/l=0.1~0.2;a=(0.1~0.5)l;a/w=(0.1~0.3)。4.一种采用权利要求1所述带有s型槽的涡轮叶片进行低压涡轮流动被动控制的方法,其特征在于具体步骤如下:步骤1:确定s型槽的位置;在所述低压涡轮叶片的吸力面侧分离点前端开设s型槽;步骤2:确定s型槽的分布形状;所述s型槽的分布形状满足正弦型或余弦型函数;步骤3:计算s型槽的参数,深度h、流向宽度l、幅值a、波长w;步骤4:按照步骤1-3所述s型槽位置、分布形状及参数值加工低压涡轮叶片;步骤5:将步骤4加工得到的低压涡轮叶片安装于航空发动机涡轮;其中s型槽形状与展向涡分布形式相同,使得转捩发展过程中越过t-s波阶段,直接进入展向涡阶段,从而加快转捩发展过程,使得层流边界层更迅速的发展为湍流边界层,从而提高了边界层抗分离的能力,达到了流动控制的目的和效果。5.根据权利要求4所述低压涡轮流动被动控制的方法,其特征在于:所述步骤3中,s型槽的参数计算公式如下:h=(0.5~0.8)δ;h/l=0.1~0.2;a=(0.1~0.5)l;a/w=(0.1~0.3)。6.一种航空发动机,其特征在于:所述发动机的低压涡轮叶片带有s型槽,该结构能够抑制低压涡轮叶片吸力面侧的流动分离,使流动提前转捩,同时加快层流发展为湍流的进程,提高抗分离的能力。

技术总结
本发明一种带有S型槽的涡轮叶片、方法及应用,属于航空发动机领域;包括压力面和吸力面,所述吸力面侧分离点前端设置有展向扰动涡形状的S型槽,所述S型槽沿涡轮叶片吸力面展向连续分布;S型槽的设计参数为深度H、流向宽度L、幅值A、波长W,其中,深度H和S型槽波峰前端边界层厚度δ正相关,流向宽度L与深度H正相关,幅值A和流向宽度L正相关,波长W与幅值A正相关。相对于等离子发生器等主动控制技术,本发明涉及的被动控制结构和方法不需要外界提供复杂装置或激励;相对于同出一族的矩形槽等被动控制技术,S型槽从边界层发展过程中,展向涡阶段的展向分布形式为启发而来的,可以加快转捩发展过程,更加有效的控制流动分离。更加有效的控制流动分离。更加有效的控制流动分离。


技术研发人员:向康深 段文华 陈伟杰 张良吉 乔渭阳
受保护的技术使用者:西北工业大学
技术研发日:2022.08.16
技术公布日:2022/11/18
再多了解一些

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