[发明专利]带尾缘喷气的叶轮机械翼型

说明书

技术领域

本发明涉及一种叶轮机械技术领域的翼型，具体是一种带尾缘喷气的叶轮机械翼型。

背景技术

叶轮机械不仅广泛应用于能源动力、化工石油、矿山冶金、交通运输、建筑空调、食品医药，水利工程等国民经济的各生产部门，与人们的日常生活息息相关；而且在航空航天等国防尖端技术领域也有重要的用途，如此广泛的应用使得叶轮机械在国民经济和国防建设中占有重要的地位，也因此吸引了人们对叶轮机械的性能倍加关注。与此同时，叶轮机械的运转，尤其是航空发动机产生的高分贝噪声影响人们的正常生活，叶轮机械的噪声问题也日益受到人们的关注。因此，提高叶轮机械的效率、扩大其运行范围、提高运行的安全和可靠性、降低运行噪声，不仅在提高效益和环境保护方面有着举足轻重的地位，而且在提高我国工业发展水平方面具有重要而深远的意义。在压缩机、航空发动机等叶轮机械的流动中，叶片尾缘压力面和吸力面处存在边界层的分离，在尾部形成速度亏损的尾迹区。尾迹区流动是一种复杂的气动现象，它对下游叶片有很大的影响，非定常尾迹与叶片相互作用，不仅影响叶片的性能，还将产生干涉噪声。

经对现有技术文献的检索发现，Minton在其硕士论文《Wake FillingTechniques for Reducing Rotor-Stator Interaction Noise》(维吉尼亚理工大学2005年硕士学位论文《降低动静干涉噪声的尾迹填充技术》)提出通过翼型尾缘吹气能够降低动静叶片相互干涉的噪声，通过在翼型尾缘开一些等直径的小孔，从翼型的底部和顶部同时供气，从小孔喷出的气体能降低翼型尾缘处的速度亏损，降低翼型尾迹对下游动叶的影响，从而降低干涉噪声。但是其存在不足之处：小孔是等直径的，使从小孔喷出的气体沿叶高分布不均匀，另外，小孔间的间隔太大，容易形成径向不均匀波动气流。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种带尾缘喷气的叶轮机械翼型，使其尾缘喷气能有效地改善翼型尾部的流动，对下游叶片的影响减小，改善气动性能，降低动静干涉噪声。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：控制气体输入管、尾缘喷气孔、气体主流道、气体分支流道、导流部件、翼型本体，连接关系为：翼型本体内部是空腔，气体主流道、气体分支流道置于该空腔内，控制气体输入管置于翼型本体外侧，控制气体输入管一端与气体主流道一端相通，气体主流道另一端与气体分支流道相通，气体分支流道之间设有导流部件，尾缘喷气孔等距离设置在翼型本体的尾缘，尾缘喷气孔的直径沿翼型本体的尾缘从翼型本体设有控制气体输入管一端到翼型本体另一端成等差数列分布。

所述气体主流道，其截面为方形结构。

所述气体分支流道，与气体主流道相连处截面是方形结构，在气体分支流道出口处截面过渡为圆形结构。

所述尾缘喷气孔，为圆形喷口。

所述尾缘喷气孔中，靠近控制气体输入管的尾缘喷气孔直径最大，最大直径d大小为翼型本体最大厚度的1/5～1/4，最小直径≥0.3d。

所述尾缘喷气孔之间距离为0.8d～1.2d。

所述导流部件，其与气体主流道内壁的距离从气体主流道连接控制气体输入管一端到气体主流道另一端逐渐减小，使得气体主流道成渐缩结构，从而尾缘喷气孔径向出气均匀。

所述导流部件，其与气体主流道相连处为月牙形结构，导流部件压力面处半径为0.5d～1d，吸力面处半径为0.8d～1.5d，并且压力面处半径大于吸力面处半径。

本发明在工作时，通过控制气体输入管气体的输入，在导流部件的作用下，气体经气体主流道流入气体分支流道，然后从尾缘的尾缘喷气孔喷出，喷出的气流与主流掺混，使得尾迹区的速度亏损降低，翼型本体的出口流动均匀。由于输入的气体量较少，对风机的整体气动性能基本上没有影响，但能降低动静叶之间的干涉效应，降低干涉噪声。