[发明专利]一种用于非均匀流场中静叶气动性能研究的扇形叶栅实验系统

权利要求书

1.一种用于非均匀流场中静叶气动性能研究的扇形叶栅实验系统，其特征在于，包括：

收敛段(1)，具有符合维氏曲线形状的扇形气流截面的筒体；

扇形叶栅实验段(2)，包括导叶上栅板(5)、导叶下栅板(8)、可调导叶(9)、左右抽吸腔室、静叶上栅板(16)、静叶下栅板(21)、滑动静叶(23)和级间测量装置；

坐标位移机构固定座(4)安装在所述导叶上栅板(5)上；所述可调导叶(9)通过导叶上下固定块(28)安装在所述导叶上栅板(5)和所述导叶下栅板(8)之间；导叶调节定位块(6)与所述可调导叶(9)上端的导叶旋转轴(27)连接构成导叶调节定位机构；

左侧抽吸板(11)、左侧抽吸腔挡板(12)、右侧抽吸侧板(15)和右侧抽吸腔挡板(22)固定在所述导叶上栅板(5)和所述导叶下栅板(8)的两端构成所述左右抽吸腔室；

所述滑动静叶(23)与所述静叶上栅板(16)和所述静叶下栅板(21)之间采用滑道连接；PIV视窗堵块(13)嵌入所述静叶上栅板(16)构成所述静叶上栅板(16)的密封；在进行PIV实验时，PIV视窗滑块(14)安装在所述静叶上栅板(16)的滑道中；级间测量滑道(19)安装在所述静叶上栅板(16)上，级间测量堵块(18)嵌入所述静叶上栅板(16)构成密封；在进行级间测量时，取下所述级间测量堵块(18)，并将级间测量滑块(17)安装在所述级间测量滑道(19)上构成所述级间测量装置；

抽吸系统，包括流量计、节流阀、水循环式真空泵、三相异步电动机和变频控制器，所述变频控制器和所述节流阀调节所述水循环式真空泵的抽吸流量，并通过管路将所述水循环式真空泵与所述左右抽吸腔相连通；

实验测试与数据采集系统(3)，通过各个数据采集装置与所述收敛段(1)的出口和所述扇形叶栅实验段(2)的进口相连，将得到的压力信号转化为电信号，传输给计算机进行处理，完成对预设的实验参数的采集与处理。

2.根据权利要求1所述的用于非均匀流场中静叶气动性能研究的扇形叶栅实验系统，其特征在于，所述收敛段(1)的出口截面尺寸与所述扇形叶栅实验段(2)的入口完全匹配，并在所述收敛段(1)的出口位置区域设置总压探针安装孔和壁面静压孔。

3.根据权利要求1所述的用于非均匀流场中静叶气动性能研究的扇形叶栅实验系统，其特征在于，所述抽吸系统采用在左、右侧抽吸板布置抽吸缝对流到内部流场进行抽吸，所述左侧抽吸板(11)和所述右侧抽吸板(15)通过定位螺钉固定在导叶上、下栅板上，并与所述左侧抽吸腔挡板(12)和所述右侧抽吸腔挡板(22)分别建立密封抽吸腔，在所述左侧抽吸板(11)和所述右侧抽吸板(15)上开抽吸孔与所述水循环式真空泵进行连接，完成抽吸。

4.根据权利要求1所述的用于非均匀流场中静叶气动性能研究的扇形叶栅实验系统，其特征在于，所述坐标位移机构固定座(4)通过螺栓与所述扇形叶栅实验段(2)的法兰盘连接，根据叶栅出口测量截面的变化改变坐标位移机构在法兰盘周向位置。

5.根据权利要求1所述的用于非均匀流场中静叶气动性能研究的扇形叶栅实验系统，其特征在于，所述导叶上栅板(5)、所述导叶下栅板(8)和所述导叶上下固定块(28)的连接面均采用球面设计，所述可调导叶(9)通过所述导叶调节定位块(6)调节角度，且由上端定位螺丝与所述导叶上栅板(5)上的定位螺纹孔固定，并通过垫圈(29)和下端螺母对定位后的所述可调导叶(9)进行固定。

6.根据权利要求1所述的用于非均匀流场中静叶气动性能研究的扇形叶栅实验系统，其特征在于，所述滑动静叶(23)采用叶片和上下流道一体加工成型，通过滑齿与所述静叶上栅板(16)和所述静叶下栅板(21)连接。

7.根据权利要求1所述的用于非均匀流场中静叶气动性能研究的扇形叶栅实验系统，其特征在于，在进行级间参数测量时，所述导叶上、下栅板的出口段通过法兰与级间测量延长段(10)连接；在进行静叶栅实验时，所述导叶上、下栅板的出口段通过法兰与所述静叶上、下栅板的入口段相连。

8.根据权利要求1所述的用于非均匀流场中静叶气动性能研究的扇形叶栅实验系统，其特征在于，所述静叶上栅板(16)的出口段通过法兰还设置有不同高度的径向压力梯度挡板，即30％叶高挡板(25)和50％叶高挡板(26)。