[发明专利]一种防冰叶片的设计计算方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种航空燃气轮机的计算方法，具体涉及一种涡轮轴发动机压气机零级防冰叶片的设计计算方法。

背景技术

航空燃气轮机压气机零级叶片直接与大气接触，大气经压气机零级叶片进入压气机，在寒冷的天气，大气中存在的液态水撞击在压气机零级叶片上结冰，压气机零级叶片上结冰会影响发动机的正常工作，严重时会损害发动机，影响飞行安全。通常是引入一定热气流来防止压气机零级叶片结冰。叶片内部热气流道、热气流量是由试验确定，设计周期长，费用高。为了缩短设计周期和费用，这就需要一种叶片防冰设计计算方法，完成叶片防冰结构的修改、性能分析的叶片防冰设计计算。

发明内容

本发明的目的是提供一种设计周期短，费用低的叶片防冰设计计算方法。

本发明的防冰叶片设计计算方法，该计算方法步骤如下：

1、建立叶片内部热气流腔和引气管路独立流动单元，再将全部独立流动单元和引气管路连接构成流路网络图；

2、流量计算

对于任一流动节点，空气流量计算公式为：

Σj=1nqmij=0]]>

式中：q_mij-与节点i相连的各分支的质量流量的代数值

3、水撞击率计算

水撞击率是叶片前缘圆、叶盆、叶背和后缘圆局部水撞击率的总和，局部水撞击率计算式：

W″_w，l＝ρ_w*V₀*β，

β=dY0ds]]>

式中：ρ_w密度，：V₀速度，局部水撞击效率，ds微元面积，dY₀水滴间距

4、叶片外换热系数计算

叶片外换热系数包括叶片前缘、叶盆、叶背和后缘圆局部换热系数，叶片前缘换热系数的计算公式为：

α=1.14λDReD0.5Pr0.4[1-(θ90)3]]]>

式中：λ-空气的导热系数，D-叶片前缘当量直径，

Re_D-以D为特征尺寸的来流空气雷诺数

Pr-空气普朗特数，θ-计自前缘驻点的角度

叶盆、叶背和后缘圆换热系数的计算公式为：

α=ncλSReSn2Prn1]]>