本發(fā)明涉及離心式壓氣機技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種具有串列葉片與分流葉片的葉輪與串列葉柵擴壓器的離心壓氣機結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

葉輪機械作為一項國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，它的運行效率決定了其能耗的高低，并且它的穩(wěn)定性直接影響著整個機組的安全。在離心壓氣機中，離心葉輪和擴壓器是其最重要的組成部件。離心葉輪的作用是通過離心力作用，將旋轉(zhuǎn)軸的機械能轉(zhuǎn)換為氣體的壓力能及動能；擴壓器的作用主要是對從離心葉輪出來的高速氣流進行減速，使它的動能轉(zhuǎn)化為壓力能。離心式壓氣機作為葉輪機械中的高端產(chǎn)品，目前各行業(yè)都要求它朝著高壓比、高效率及高穩(wěn)定性的方向發(fā)展，這些要求對于離心式壓氣機的設(shè)計帶來了更大的挑戰(zhàn)。

然而，在常規(guī)離心式壓氣機中，由于在高馬赫數(shù)、高轉(zhuǎn)速的工況下，易出現(xiàn)氣流分離現(xiàn)象，且葉片需要承受很高的氣動負荷。如此一來，離心式壓氣機的高效率及高穩(wěn)定性都得不到保證。研究表明，在壓氣機中采用分流葉片和串列葉片結(jié)構(gòu)可以有效改善這種不良狀況。

分流葉片是采用了長短葉片間隔布置的方法，可以減小離心壓氣機進口的沖擊損失，降低葉片厚度對進氣的阻塞，改善壓氣機出口流場，其原理在于：在葉輪葉片通道后半部分加上一個小葉片，局部增加葉柵的稠度，既可抑制氣流分離，又可避免因增加全長葉片引起的堵塞、效率下降和質(zhì)量增加。20世紀70年代，前蘇聯(lián)的研究人員就在離心泵中焊接不同的分流葉片結(jié)構(gòu)，并對其進行研究，添加分流葉片后，泵揚程增加了20％-95％，并且大流量區(qū)泵的效率提高12％-18％，此外泵的噪聲、汽蝕等方面也得到了改善。

串列葉柵作為一種氣流折轉(zhuǎn)角大、總壓損失小、工作范圍大的葉柵設(shè)計形式，其原理在于：通過前后排葉片之間形成的縫隙流道來吹除前排葉片的附面層，增加后排葉片附面層的能量，防止或推遲附面層的分離。從上世紀40年代至今，已經(jīng)有不少國內(nèi)外學(xué)者對其開展了很多的研究工作。在國外，串列式葉柵早已應(yīng)用于多種航空發(fā)動機中軸流式壓氣機的末級，例如法國的阿都斯特，美國的J85、威派爾522、J69，以及用于蘇-27戰(zhàn)斗機上的A Л-31Φ發(fā)動機；也有用作末級 風(fēng)扇靜子的，例如JT15D、阿杜爾、JT8D以及CFM56。但是，串列葉柵在離心壓氣機中，尤其是擴壓器以及整級壓氣機中的應(yīng)用研究還較少。

鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時間的研究和實踐終于獲得了本創(chuàng)作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對背景技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種具有串列葉片與分流葉片的葉輪與串列葉柵擴壓器的離心壓氣機結(jié)構(gòu)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種有串列與分流葉片的葉輪與串列葉柵擴壓器的壓氣機，離心葉輪采用分流葉片與串列葉片相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，同時，擴壓器也采用串列葉柵結(jié)構(gòu)。

進一步地，所述的離心葉輪采用分流葉片的結(jié)構(gòu)，并將其中的長葉片用串列葉片替代，串列葉片中的前排葉片和后排葉片沿固定安裝角排列，并且串列葉片與分流葉片相互交替著沿周向均勻的布置于葉輪輪轂，前排葉片與后排葉片數(shù)目相同，并且分流葉片與后排葉片數(shù)目相同。

進一步地，所述的擴壓器采用串列葉柵結(jié)構(gòu)，前排葉片和后排葉片沿固定安裝角排列，并且串列葉片沿周向均勻的布置于擴壓器輪轂，前排葉片和后排葉片數(shù)目相同。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明能夠提高離心式壓氣機的性能，即減少附面層厚度，減少葉片厚度以及附面層分離所引起的阻塞效應(yīng)，擴大流通面積，提高壓氣機效率，擴大喘振裕度，進一步滿足各行業(yè)對于離心式壓氣機的高壓比、高效率及高穩(wěn)定性的設(shè)計要求。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明離心葉輪中采用的分流葉片布置方案既可以抑制氣流分離，又可以避免因增加全長葉片引起的堵塞、效率下降和質(zhì)量增加；在長葉片上應(yīng)用串列葉片結(jié)構(gòu)可以增大氣流折轉(zhuǎn)角，防止或推遲附面層的分離，增大喘振裕度。擴壓器中采用的串列葉柵布置方案可以抑制氣流分離，增大葉柵氣動負荷，進一步擴大變工況運行性能，提高離心式壓氣機性能。

本發(fā)明相對于常規(guī)離心式壓氣機，在葉輪中應(yīng)用串列葉片和分流葉片，提高了壓氣機整級效率，擴大了喘振裕度；在擴壓器中應(yīng)用串列葉柵，進一步使之能夠達高壓比、高效率及高穩(wěn)定性的要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的葉輪和擴壓器的組合結(jié)構(gòu)的立體圖；

圖2為本發(fā)明的葉輪和擴壓器的組合結(jié)構(gòu)的正視圖；

圖3為本發(fā)明的葉輪和擴壓器的組合結(jié)構(gòu)的左視圖。

圖中，1.葉輪輪轂，2.葉輪前排葉片，3.葉輪后排葉片，4.葉輪分流葉片，5.擴壓器輪轂，6.擴壓器前排葉片，7.擴壓器后排葉片。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點作更詳細的說明。

請參閱圖1所示，其為本發(fā)明的葉輪和擴壓器的組合結(jié)構(gòu)的立體圖，在本發(fā)明實施例中，離心葉輪采用分流葉片的結(jié)構(gòu)，長葉片和短葉片沿周向交替布置于葉輪輪轂，并將其中的長葉片用串列葉片替代，串列葉片中的前排葉片和后排葉片沿周向均勻的布置于葉輪輪轂；擴壓器采用串列葉柵結(jié)構(gòu)，前排葉片和后排葉片沿周向均勻的布置于擴壓器輪轂，前后兩排葉片數(shù)相同。

圖1所示結(jié)構(gòu)包括由葉輪輪轂(1)、葉輪前排葉片(2)、葉輪后排葉片(3)和葉輪分流葉片(4)組成的葉輪，以及由擴壓器輪轂(5)、擴壓器前排葉片(6)和擴壓器后排葉片(7)組成的擴壓器。

離心葉輪的串列葉片結(jié)構(gòu)中，前排葉片(2)和后排葉片(3)沿離心壓氣機的徑向排列，并且與分流葉片(4)相互交替著沿周向均勻的布置于葉輪輪轂，前排葉片(2)與后排葉片(3)數(shù)目相同，并且分流葉片(4)與后排葉片(3)數(shù)目相同；擴壓器的串列葉片結(jié)構(gòu)中，前排葉片(6)和后排葉片(7)沿固定安裝角排列，并且沿周向均勻的布置于擴壓器輪轂，前排葉片(6)和后排葉片(7)數(shù)目相同。

上述詳細說明是針對本發(fā)明其中之一可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實施或變更，均應(yīng)包含于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。