[发明专利]能削弱跨音速涡轮激波强度的叶片

说明书

技术领域

本发明涉及一种叶片。

背景技术

激波是一种存在于超音速流动中的强压缩气体波的集合，是一个强压缩波束。在理想流动中，它是没有宽度的。但是在实际流动中，由于气体存在粘性导致激波存在厚度。激波在叶栅流场中是一个强间断面，经过它的气体温度、压力、密度都突然升高，流动速度突然降低，使叶栅流场流动不稳定，进而对涡轮发动机的稳定性都造成影响。激波还是发动机噪音的罪魁祸首，强激波打到叶片上会产生一种刺耳的蜂鸣声。所以控制激波结构与强度对涡轮发动机起着非常重要的作用。

发明内容

本发明为了解决跨音速气冷涡轮叶栅流场中存在强激波，该激波使得涡轮发动机的叶栅流场流动不稳定及涡轮发动机的噪音大的问题，提出了一种能削弱跨音速涡轮激波强度的叶片。

本发明的叶片的吸力面上激波折射点组合构成的激波折射线上设有至少一个与内腔相通的冷气喷孔。

本发明的优点：本发明通过冷气喷孔进行冷气喷射，改变了跨音速涡轮级叶栅流道内的压力分布，即注入压力相对高的冷气后，增加了喉部以后流体的局部压力值，减弱了静叶栅扩张段的膨胀波的发展，从而控制了由于膨胀所诱导出的强压缩波的强度；同时由于在激波传播通道上的冷气喷射，导致了局部压差减弱，削弱了激波向吸力面的传播，使得叶栅流场流动更加稳定、涡轮发动机的噪音减小。

附图说明

图1是本发明的叶片1的结构示意图，图2是图1的I局部放大图，图3是叶栅流场的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述叶片1的吸力面1-1上激波折射点组合构成的激波折射线上设有至少一个与内腔1-2相通的冷气喷孔2。来自压气机的气流从内腔经过冷气喷孔2进入叶片流场，形成冷气射流，该射流改变了尾缘7激波压力面分支传播方向上的局部压差，削弱了激波压力面分支3和吸力面分支4的传播强度，如图3所示，从而削弱了跨音速涡轮激波强度，使得叶栅流场流动明显改善，减小了能量损失。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式的冷气喷孔2与吸力面的切线5之间的夹角α为20°～160°。可根据激波入射方向调整夹角α的大小。

具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式的冷气喷孔2的直径d为叶片壁面厚度h的0.1～5倍。可根据激波强度的大小改变冷气喷孔2的直径。

具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的所述冷气喷孔2的数量为1～100个。可根据激波覆盖范围的大小确定冷气喷孔2的数量。