[发明专利]一种低压涡轮叶片结构及降低叶片损失的方法

权利要求书

1.一种低压涡轮叶片结构，特别适用于降低航空发动机高负荷及超高负荷低压涡轮叶片叶型损失，所述低压涡轮叶片包括叶片前缘、叶片吸力侧、叶片压力侧和叶片尾缘，其特征在于，在所述叶片吸力侧的表面上设置粗糙带，根据叶高中部的二维叶型来确定所述粗糙带的起始、终止位置：

--以所述叶高中部二维叶型吸力侧表面的速度峰值点至叶片前缘1/2处作为基点,沿叶片展向向叶根及叶尖两侧延伸形成一条曲线，以该曲线作为所述粗糙带布置位置的起始点；

--以所述叶高中部二维叶型在吸力侧表面未设置粗糙带时的气流分离点作为基点,沿叶片展向向叶根及叶尖两侧延伸形成整个叶片的分离线，以该分离线作为所述粗糙带布置位置的终止点；

其中，所述叶高中部为40～60％的叶片展向位置。

2.根据权利要求1所述的低压涡轮叶片结构，其特征在于，所述粗糙带上的粗糙高度为恒定粗糙高度或变粗糙高度。

3.根据权利要求1和2所述的低压涡轮叶片结构，其特征在于，所述恒定粗糙高度按照如下方式进行设定：对布置粗糙带的区域内的光洁叶型下的附面层高度进行积分，选取该积分值的10％作为所述恒定粗糙高度。

4.根据权利要求2所述的低压涡轮叶片结构，其特征在于，所述变粗糙高度时，粗糙高度沿着流向逐渐变化，其变化规律基于附面层沿流向的变化规律。

5.根据权利要求4所述的低压涡轮叶片结构，其特征在于，所述变粗糙高度按照如下方式进行设定：细化布置粗糙带的区域内的光洁叶型下的附面层，对光洁叶型下的附面层高度变化较大的区域进行分割，对细化后的区域的附面层高度进行积分，选取该积分值的10％作为该区域的粗糙高度。

6.一种降低涡轮叶片气动损失的方法，所述低压涡轮叶片包括叶片前缘1、叶片吸力侧2、叶片压力侧3和叶片尾缘4，其特征在于，在所述叶片吸力侧的表面上设置粗糙带，根据叶高中部的二维叶型来确定所述粗糙带的起始、终止位置：

--以所述叶高中部二维叶型吸力侧表面的速度峰值点至叶片前缘1/2处作为基点,沿叶片展向向叶根及叶尖两侧延伸形成一条曲线，以该曲线作为所述粗糙带布置位置的起始点；

--以所述叶高中部二维叶型在吸力侧表面未设置粗糙带时的气流分离点作为基点,沿叶片展向向叶根及叶尖两侧延伸形成整个叶片的分离线，以该分离线作为所述粗糙带布置位置的终止点；

其中，所述叶高中部为40～60％的叶片展向位置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述粗糙带上的粗糙高度为恒定粗糙高度或变粗糙高度。

8.根据权利要求6和7所述的方法，其特征在于，所述恒定粗糙高度按照如下方式进行设定：对布置粗糙带的区域内的光洁叶型下的附面层高度进行积分，选取该积分值的10％作为所述恒定粗糙高度。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述变粗糙高度按照如下方式进行设定：细化布置粗糙带的区域内的光洁叶型下的附面层，对光洁叶型下的附面层高度变化较大的区域进行分割，对细化后的区域的附面层高度进行积分，选取该积分值的10％作为该区域的粗糙高度。