[发明专利]一种控制压气机/风扇静子叶片吸力面流动分离的微喷气方法

说明书

本发明公开了一种控制压气机/风扇静子叶片吸力面流动分离的微喷气方法，本发明的技术特征在于：所述叶型内部开设缝隙，形成开缝叶型，所述叶型缝隙的一端位于叶型前缘，另一端位于叶型吸力面；气流流经叶片时，微量气流流入叶型缝隙，从叶型吸力面出口处喷出。本项发明所提出的利用速度冲量形成微喷气控制叶片吸力面附面层方法可用于压气机、风扇等一类轴流压缩机械，以降低流动损失、提高效率。

技术领域

本发明属于空气动力学技术领域，具体涉及一种控制压气机/风扇静子叶片吸力面流动分离的微喷气方法，是为了利用速度冲量形成微射流控制压气机/风扇静子吸力面流动分离。

背景技术

轴流压气机/风扇静子与转子配合构成压气机/风扇级，静子用于改变气流方向和减速增压。压气机/风扇级压比越高，静子进口速度越高、气流转角越大，叶片吸力面附面层越厚、甚至产生流动分离，流动损失越大。为了提高航空发动机推重比，航空压气机/风扇始终向着高级压比方向发展。因此对于航空压气机/风扇，控制静子吸力面附面层更有价值。

2019年11月，唐雨萌等在工程热物理学报上发表论文“叶根开槽对高速常规负荷压气机叶栅性能影响”研究在压气机叶片中间开槽，利用压力面高能量气体形成射流吹除吸力面附面层，并采用计算机模拟方法进行不同方案比较，显示了开槽控制流动分离的有效性。由于压力面与吸力面能量差较小，因此开槽形成的射流对吸力面流动控制较弱。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出一种控制压气机/风扇静子叶片吸力面流动分离的微喷气方法，利用速度冲量形成微喷气，实现对压气机/风扇静子叶片吸力面附面层抑制，减小静子流动损失、提高压气机效率。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种控制压气机/风扇静子叶片吸力面流动分离的微喷气方法，所述叶型内部开设叶型缝隙，形成开缝叶型，所述叶型缝隙的一端位于叶型前缘，另一端位于叶型吸力面；气流流经叶片时，微量气流流入叶型缝隙，从叶型吸力面出口处喷出。

进一步的，所述叶型缝隙进口正对来流方向。

进一步的，另一端位于叶型吸力面需要进行附面层吹除的位置。

进一步的，叶型缝隙形状的优化方法为：针对给定叶型构成的叶栅，初拟给出初始的叶型缝隙形状，采用流场数值模拟方法进行包含叶型缝隙流动的流场计算，根据流场计算结果和流场结构分析，进行叶型缝隙形状的修改，确定叶型缝隙形状的主要参数包括：缝隙宽度δ、缝隙出口距前缘位置L，最终得到优化的叶型缝隙。

有益效果：本发明提出的一种控制压气机/风扇静子叶片吸力面流动分离的微喷气方法，与现有技术相比，具有以下优势：本项发明所提出的利用速度冲量形成微喷气控制叶片吸力面附面层方法，可形成高动量微喷气、有效吹除轴流压气机、风扇叶片吸力面附面层，降低流动损失、提高效率。

附图说明

图1静子空心叶型；

图2静子空心叶型前缘局部放大。

图中包括：1、叶型前缘，2、微量气流，3、叶型缝隙，4、叶型，5、叶型吸力面，6、叶型压力面，7、叶型弦，8、叶型尾缘。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更进一步的说明。

实施例

以下由图1说明本发明利用速度冲量形成微喷气控制压气机静子吸力面附面层的实施方法。