[发明专利]一种非定常驻涡式处理机匣

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于叶轮机械领域中的轴流压气机的处理机匣，特别指一种能够提高轴流压气机稳定裕度并且不降低效率的非定常驻涡式处理机匣。

背景技术

轴流压气机在叶轮机领域有着广泛的应用，具有效率高、功率大等特点，但其稳定工作范围往往较小，在小流量工况下易发生旋转失速以及喘振等不稳定工作现象，使压气机压比和效率急剧下降并无法工作，严重者直接导致压气机损坏。因此人们采取了多种不同的方法来推迟和抑制压气机旋转失速以及喘振的发生，以扩大其稳定工作范围。

处理机匣作为一种被动的压气机扩稳技术，由于其扩稳效果明显、结构简单而得到了广泛的应用。目前国内外很多先进的航空发动机所用压气机均采用了处理机匣技术。典型的处理机匣结构形式分为轴向槽式、周向槽式、叶片弦向槽式、自循环式等。

最新的研究表明，当压气机工作在小流量工况时，叶片尖部前缘吸力面会产生较大的泄露流动，这种泄漏流是导致压气机失速的重要原因。而处理机匣利用轴向上的压差来驱动流体由下游向上游喷出，吸除叶片表面的低能流团，进而提高压气机的稳定工作范围。然而，而传统的处理机匣在将气体由上游喷出时的角度往往与主流区流动方向相背，这就增大了流动掺混损失，使得处理机匣在扩稳的同时却降低了压气机的效率。

发明内容

针对上述处理机匣技术存在的缺点，本发明提供一种非定常驻涡式处理机匣，通过控制吸气以及喷气的方向，在机匣壁面形成非定常的流动驻涡，以更大程度的提高轴流压气机的稳定工作范围，并且不降低其效率。

本发明的技术解决方案如下：

一种非定常驻涡式处理机匣，其特征在于：所述非定常驻涡式处理机匣由在周向上距离叶片吸力面位置X_front处的喷气槽，桥式气流通道，以及在周向上距离叶片压力面位置X_back处的吸气槽组成。

所述非定常驻涡式处理机匣，喷气槽在轴向上的投影角度α_axial的范围为：0～90度。

所述非定常驻涡式处理机匣，喷气槽在周向上的投影角度α_circ的范围为：0～90度。

所述非定常驻涡式处理机匣，喷气槽前缘在轴向上的投影位置Z_front与叶片轴向弦长L_blade的比值范围为：-0.5～0.5。

所述非定常驻涡式处理机匣，喷气槽在轴向上的投影长度L_front与叶片轴向弦长L_blade的比值范围为：0.1～0.3。

所述非定常驻涡式处理机匣，喷气槽前缘在周向上的投影位置X_front与叶片栅距B_blade的比值范围为：0～0.5。

所述非定常驻涡式处理机匣，喷气槽在周向上的投影长度B_front与叶片栅距B_blade的比值范围为：0.1～0.3。

所述非定常驻涡式处理机匣，吸气槽在轴向上的投影角度β_axial的范围为：0～90度。

所述非定常驻涡式处理机匣，吸气槽在周向上的投影角度β_circ的范围为：0～90度。

所述非定常驻涡式处理机匣，吸气槽前缘在轴向上的投影位置Z_back与叶片轴向弦长L_blade的比值范围为：0.5～0.1。

所述非定常驻涡式处理机匣，吸气槽在轴向上的投影长度L_back与叶片轴向弦长L_blade的比值范围为：0.1～0.3。

所述非定常驻涡式处理机匣，吸气槽前缘在周向上的投影位置X_back与叶片栅距B_blade的比值范围为：0～0.5。

所述非定常驻涡式处理机匣，吸气槽在周向上的投影长度B_back与叶片栅距B_blade的比值范围为：0.1～0.3。

所述非定常驻涡式处理机匣，其在轴向上的投影长度L_ct与叶片轴向弦长L_blade的比值范围为：0.5～1.5。

所述非定常驻涡式处理机匣，其在径向上的投影高度H_ct与叶片轴向弦长L_blade的比值范围为：0.1～0.3。