[发明专利]一种用于抑制通道涡的涡轮叶片

说明书

本发明涉及一种用于抑制通道涡的涡轮叶片，包括叶片本体和端壁结构，该端壁结构为一对结构相同并且互相对称设置的涡发生器，所述涡发生器安装在叶片本体的前缘根部。与现有技术相比，本发明通过在叶片本体的前缘根部布置旋涡发生器，流体经过后形成一对与通道涡旋转方向相反的稳定湍流旋涡，以此抑制马蹄涡，从根本上削弱通道涡强度，减小其造成的气动损失影响。

技术领域

本发明涉及一种叶轮机械领域，尤其是涉及一种用于抑制通道涡的涡轮叶片。

背景技术

现代叶轮机械气动设计中，有一个亟需解决的问题是：如何有效抑制通道涡生成，降低气动损失，进而提高旋转机械的气动效率。当高速来流与涡轮叶片撞击时，低动量边界层流体由于自身惯性产生卷吸，在叶片前缘和端壁交界处形成马蹄涡；沿吸力侧的分支会缠绕吸力面，然而沿压力侧分支由于通道逆压梯度作用会偏向相邻叶片形成通道涡。形成的旋涡将撞击邻近翼型的吸力面，并向叶高偏转。顺着流线方向通道涡的尺度和强度不断变大，它在下游撞击叶片表面产生的气流扰动使得附加损失急剧增加，因此在尾缘位置通道涡的影响非常大

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于抑制通道涡的涡轮叶片。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于抑制通道涡的涡轮叶片，包括叶片本体和端壁结构，该端壁结构为一对结构相同并且互相对称设置的涡发生器，所述涡发生器安装在叶片本体的前缘根部。

进一步地，每个涡发生器为弯曲的尖角状，两个涡发生器的尖角相向弯曲。

进一步地，每个涡发生器包括迎风曲面、背风曲面、底面和端面，其中迎风曲面、背风曲面、底面和端面均为三角面，所述底面的三条边分别连接迎风曲面、背风曲面和端面，所述迎风曲面、背风曲面和端面的侧边互相两两连接，所述端面连接叶片本体。

进一步地，所述背风曲面的面积大于迎风曲面的面积。

进一步地，所述的底面为平面。

进一步地，迎风曲面和底面相连形成曲线A，迎风曲面和背风曲面相连形成曲线B、背风曲面和底面相连形成曲线C，曲线C的长度大于曲线B的长度，曲线B的长度大于曲线A的长度。

进一步地，每个涡发生器的宽度小于等于涡流叶片通道间距的四分之一。

进一步地，每个涡发生器的宽度为涡发生器高度的1～5倍。

进一步地，每个涡发生器的长度为涡发生器宽度的0.5～4倍。

进一步地，每个涡发生器高度为涡发生器的边界层厚度的0.25～4倍。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过在叶片本体的前缘根部布置旋涡发生器，流体经过后形成一对与通道涡旋转方向相反的稳定湍流旋涡，以此抑制马蹄涡，从根本上削弱通道涡强度，减小其造成的气动损失影响。

2、本发明结构相对简单，易于加工；对整体设计造型进行优化，应用方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为涡发生器的结构示意图。

图3为涡发生器的主视示意图。

图4为涡发生器的俯视示意图。

附图标记：1、叶片本体，2、涡发生器，21、迎风曲面，22、背风曲面，23、底面，24、端面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。