軸流壓氣機(jī)周向錯位型自流通機(jī)匣處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種自流通機(jī)匣處理方法，特別是涉及一種軸流壓氣機(jī)周向錯位型自 流通機(jī)匣處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 處理機(jī)匣是有效擴(kuò)大軸流壓氣機(jī)穩(wěn)定工作范圍的有效措施之一。為了尋 求通用性較強(qiáng)的擴(kuò)穩(wěn)技術(shù)，在獲得可觀失速裕度改進(jìn)量的同時，基本不降低或者略 微提高壓氣機(jī)原有的效率，文獻(xiàn)"CompressorStallControlThroughEndwall Recirculation.ProceedingsOfASMETurboExpo2004PowerForLand,Sea,AndJune 14-17, 2004,GT2004-54295"公開了一種自流通機(jī)匣處理方法，即在機(jī)匣上結(jié)合噴氣與引氣 的方式來延遲壓氣機(jī)的失速，文獻(xiàn)在軸流壓氣機(jī)上的研宄結(jié)果表明自流通處理機(jī)匣的擴(kuò)穩(wěn) 能力比周向槽處理機(jī)匣強(qiáng)，影響效率的程度相當(dāng)。文獻(xiàn)所述自流通處理機(jī)匣結(jié)構(gòu)中，引氣裝 置在機(jī)匣面的入口方向與轉(zhuǎn)子葉頂出口絕對氣流方向不適應(yīng)，即轉(zhuǎn)子葉頂出口氣流方向沒 有對準(zhǔn)引氣裝置入口，造成引氣量不大，因此不能有效地使噴氣流的速度變得更大，會減弱 自流通處理機(jī)匣擴(kuò)大軸流壓氣機(jī)穩(wěn)定工作范圍的能力，自流通處理機(jī)匣的擴(kuò)穩(wěn)效果是否良 好很大程度上取決于噴氣流的軸向速度大小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有自流通機(jī)匣處理方法擴(kuò)穩(wěn)能力差的不足，本發(fā)明提供一種軸流壓氣 機(jī)周向錯位型自流通機(jī)匣處理方法。該方法重新設(shè)計了橋道和引氣裝置，同時將引氣裝置 沿周向旋轉(zhuǎn)至適應(yīng)轉(zhuǎn)子葉頂出口絕對氣流的流動方向并與噴氣裝置在周向產(chǎn)生錯位，進(jìn)而 提高引氣量，解決引氣裝置不適應(yīng)轉(zhuǎn)子葉頂出口氣流方向，造成自流通處理機(jī)匣擴(kuò)大軸流 壓氣機(jī)穩(wěn)定工作范圍能力不強(qiáng)的問題。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種軸流壓氣機(jī)周向錯位型自流通 機(jī)匣處理方法，其特點是采用以下步驟：
[0005] 步驟一、在壓氣機(jī)機(jī)匣壁面上布置引氣裝置3,引氣裝置3位于轉(zhuǎn)子葉頂8通道下 游處機(jī)匣面上，引氣裝置3沿著周向9旋轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)子葉頂8出口絕對氣流方向?qū)?zhǔn)引氣裝置 在轉(zhuǎn)子葉片機(jī)匣上的輪廓7。引氣裝置3的兩個壁面與機(jī)匣面之間的夾角分別為20°和 75°。引氣裝置3的兩個壁面與機(jī)匣相交的形線為引氣裝置在轉(zhuǎn)子葉片機(jī)匣上的輪廓7所 形成長方形的兩個短邊。
[0006] 步驟二、在壓氣機(jī)機(jī)匣壁面上布置噴氣裝置1，噴氣裝置1兩個周向壁面與壓氣機(jī) 機(jī)匣面之間的夾角分別為45°和10°，并使噴氣裝置1在周向9與引氣裝置3形成周向錯 位。
[0007] 步驟三、在引氣裝置3、噴氣裝置1之間布置橋道2,橋道2在近噴氣裝置1處的端 面范圍沿徑向小，橋道2在近引氣裝置3處的端面范圍徑向大。
[0008] 步驟四、噴氣裝置1、橋道2及引氣裝置3組成自流通機(jī)匣，流過壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉頂通 道的部分氣流被抽吸入引氣裝置3中，經(jīng)橋道2至噴氣裝置1后從壓氣機(jī)機(jī)匣近轉(zhuǎn)子葉頂 前緣上游處前噴出。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：該方法重新設(shè)計了橋道和引氣裝置，同時將引氣裝置沿周 向旋轉(zhuǎn)至適應(yīng)轉(zhuǎn)子葉頂出口絕對氣流的流動方向并與噴氣裝置在周向產(chǎn)生錯位，進(jìn)而提高 引氣量，解決引氣裝置不適應(yīng)轉(zhuǎn)子葉頂出口氣流方向，造成自流通處理機(jī)匣擴(kuò)大軸流壓氣 機(jī)穩(wěn)定工作范圍能力不強(qiáng)的問題。由于將引氣裝置沿周向旋轉(zhuǎn)一定的角度，使引氣裝置在 機(jī)匣面的入口方向與轉(zhuǎn)子葉頂出口絕對氣流方向相適應(yīng)，即轉(zhuǎn)子葉頂出口氣流方向?qū)?zhǔn)引 氣裝置入口，增大了引氣量，進(jìn)而增大噴氣流速度，解決了自流通處理機(jī)匣擴(kuò)大壓氣機(jī)穩(wěn)定 工作范圍能力不強(qiáng)的問題。在西北工業(yè)大學(xué)亞音速軸流壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子上開展了兩種自適應(yīng)流 通處理機(jī)匣研宄，一種噴氣裝置與引氣裝置周向位置相同，另外一種的周向位置不同。研宄 結(jié)果表明周向位置相同的自流通處理機(jī)匣、周向位置不同的自流通處理機(jī)匣獲得的失速裕 度改進(jìn)量分別為9%、16. 43%，同時壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子最高效率分別降低0. 3%、0. 4%。與周向位 置相同的自流通處理機(jī)匣比較，發(fā)明的周向錯位型自流通處理機(jī)匣擴(kuò)穩(wěn)能力有了較大地提 高，并且仍能兼顧壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的效率。
[0010] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明軸流壓氣機(jī)周向錯位型自流通機(jī)匣處理方法中周向錯位型自流通 機(jī)匣應(yīng)用在壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉頂?shù)氖疽鈭D。
[0012] 圖2是軸流壓氣機(jī)周向錯位型自流通機(jī)匣處理方法中周向錯位型自流通機(jī)匣的 噴氣裝置、引氣裝置在轉(zhuǎn)子葉片機(jī)匣上的輪廓結(jié)構(gòu)圖。
[0013] 圖中，1-噴氣裝置，2-橋道，3-引氣裝置，4-轉(zhuǎn)子葉片，5-轉(zhuǎn)子葉片輪轂，6-噴氣 裝置在轉(zhuǎn)子葉片機(jī)匣上的輪廓，7-引氣裝置在轉(zhuǎn)子葉片機(jī)匣上的輪廓，8-轉(zhuǎn)子葉頂，9-周 向。
【具體實施方式】
[0014] 參照圖1-2。本發(fā)明軸流壓氣機(jī)周向錯位型自流通機(jī)匣處理方法具體步驟如下：
[0015] 本發(fā)明應(yīng)用在西北工業(yè)大學(xué)軸流壓氣機(jī)實驗室的孤立轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子機(jī)匣半徑為 0. 149米，轉(zhuǎn)子葉片數(shù)目為30。噴氣裝置1、橋道2及引氣裝置3三者在轉(zhuǎn)子葉片頂部形成 自流通機(jī)匣。
[0016] 1、在壓氣機(jī)機(jī)匣壁面上布置引氣裝置3,引氣裝置3位于轉(zhuǎn)子葉頂8通道下游處機(jī) 匣面上，引氣裝置3沿著周向9旋轉(zhuǎn)一定的角度，使轉(zhuǎn)子葉頂8出口絕對氣流方向?qū)?zhǔn)引氣 裝置在轉(zhuǎn)子葉片機(jī)匣上的輪廓7。引氣裝置3的兩個壁面（這兩個壁面與機(jī)匣相交的形線 為長方形輪廓7的兩個短邊）與機(jī)匣面之間的夾角分別為20°、75°。
[0017] 2、在壓氣機(jī)機(jī)匣壁面上布置噴氣裝置1，噴氣裝置1兩個周向壁面與壓氣機(jī)機(jī)匣 面之間的夾角分別為45°、10°，并使噴氣裝置1在周向9與引氣裝置3形成一定的周向錯 位。
[0018] 3、在引氣裝置3、噴氣裝置1之間布置橋道2,橋道2在近噴氣裝置1處的端面范 圍沿徑向小，橋道2在近引氣裝置3處的端面范圍徑向大。
[0019] 4、噴氣裝置1、橋道2及引氣裝置3組成自流通處理機(jī)匣，流過壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉頂通 道的部分氣流被抽吸入引氣裝置3中，經(jīng)橋道2至噴氣裝置1后從壓氣機(jī)機(jī)匣近轉(zhuǎn)子葉頂 前緣上游處前噴出。
[0020] 自流通機(jī)匣噴氣裝置1位于轉(zhuǎn)子葉頂8前緣上游15%軸向弦長處的機(jī)匣上，引氣 裝置3位于轉(zhuǎn)子尾緣下游0%軸向弦長處的機(jī)匣面上，橋道2的下端面到機(jī)匣面的平均距離 為18. 3%轉(zhuǎn)子葉高，平均高度為8. 62%葉高。
[0021] 自流通機(jī)匣引氣裝置3沿著周向9旋轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)子葉頂8出口氣流的流動方向，目的 使引氣量增加。
[0022] 自流通機(jī)匣噴氣裝置1與引氣裝置3不在相同的周向9位置，由于引氣裝置3沿 周向9旋轉(zhuǎn)后，為了讓引氣流順利經(jīng)過橋道2流入噴氣裝置1，噴氣裝置1與引氣裝置3在 周向9產(chǎn)生錯位。
[0023] 自流通機(jī)匣噴氣裝置1、引氣裝置3主要幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1，橋道2寬度沿著軸 向在33%~67%葉頂軸向弦長范圍內(nèi)變化。
[0024] 表1自流通機(jī)匣噴氣裝置、引氣裝置主要幾何參數(shù)
【主權(quán)項】
1. 一種軸流壓氣機(jī)周向錯位型自流通機(jī)匣處理方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟一、在壓氣機(jī)機(jī)匣壁面上布置引氣裝置（3)，引氣裝置（3)位于轉(zhuǎn)子葉頂（8)通道 下游處機(jī)匣面上，引氣裝置（3)沿著周向（9)旋轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)子葉頂（8)出口絕對氣流方向?qū)?zhǔn) 引氣裝置在轉(zhuǎn)子葉片機(jī)匣上的輪廓（7);引氣裝置（3)的兩個壁面與機(jī)匣面之間的夾角分 別為20°和75° ;引氣裝置（3)的兩個壁面與機(jī)匣相交的形線為引氣裝置在轉(zhuǎn)子葉片機(jī)匣 上的輪廓（7)所形成長方形的兩個短邊； 步驟二、在壓氣機(jī)機(jī)匣壁面上布置噴氣裝置（1)，噴氣裝置（1)兩個周向壁面與壓氣機(jī) 機(jī)匣面之間的夾角分別為45°和10°，并使噴氣裝置（1)在周向（9)與引氣裝置（3)形成 周向錯位； 步驟三、在引氣裝置（3)、噴氣裝置（1)之間布置橋道（2)，橋道（2)在近噴氣裝置（1) 處的端面范圍沿徑向小，橋道（2)在近引氣裝置（3)處的端面范圍徑向大； 步驟四、噴氣裝置（1)、橋道（2)及引氣裝置（3)組成自流通機(jī)匣，流過壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉頂 通道的部分氣流被抽吸入引氣裝置（3)中，經(jīng)橋道（2)至噴氣裝置（1)后從壓氣機(jī)機(jī)匣近 轉(zhuǎn)子葉頂前緣上游處前噴出。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軸流壓氣機(jī)周向錯位型自流通機(jī)匣處理方法，用于解決現(xiàn)有自流通機(jī)匣處理方法擴(kuò)穩(wěn)能力差的技術(shù)問題。技術(shù)方案是設(shè)計橋道和引氣裝置，同時將引氣裝置沿周向旋轉(zhuǎn)至適應(yīng)轉(zhuǎn)子葉頂出口絕對氣流的流動方向并與噴氣裝置在周向產(chǎn)生錯位，進(jìn)而提高引氣量，解決引氣裝置不適應(yīng)轉(zhuǎn)子葉頂出口氣流方向，造成自流通處理機(jī)匣擴(kuò)大軸流壓氣機(jī)穩(wěn)定工作范圍能力不強(qiáng)的問題。由于將引氣裝置沿周向旋轉(zhuǎn)一定的角度，使引氣裝置在機(jī)匣面的入口方向與轉(zhuǎn)子葉頂出口絕對氣流方向相適應(yīng)，即轉(zhuǎn)子葉頂出口氣流方向?qū)?zhǔn)引氣裝置入口，增大了引氣量，進(jìn)而增大噴氣流速度，解決了自流通處理機(jī)匣擴(kuò)大壓氣機(jī)穩(wěn)定工作范圍能力不強(qiáng)的問題。
【IPC分類】F04D29-54
【公開號】CN104675755
【申請?zhí)枴緾N201510017645
【發(fā)明人】張皓光, 楚武利, 吳艷輝, 王維, 安光耀
【申請人】西北工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月14日