[发明专利]用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置有效

专利信息
申请号: 202011414299.7 申请日: 2020-12-07
公开(公告)号: CN112196833B 公开(公告)日: 2021-02-23
发明(设计)人: 王进春;曹传军;翟志龙;姜逸轩;赵一 申请(专利权)人: 中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司;中国航发商用航空发动机有限责任公司
主分类号: F04D29/40 分类号: F04D29/40;F04D29/66
代理公司: 上海专利商标事务所有限公司 31100 代理人: 施敏敏
地址: 201306 上海市浦东新区*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 用于 航空发动机 压气 分布式 脉冲 射流 装置
【说明书】:

发明提供了一种用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置,抑制压气机静叶分离流,其包括相互间隔的至少一个射流开口、至少一个抽吸开口、开闭阀门和驱动机构,所述射流开口和所述抽吸开口设置在压气机静子叶片的流向上,且所述抽吸开口处的压力高于所述射流开口处的压力;所述射流开口和对应的所述抽吸开口之间通过流路连接,所述开闭阀门安装在所述流路中,通过所述驱动机构带动所述开闭阀门进行周期性开合,从而在所述压气机的不同叶高的叶背处产生非定常的脉冲射流。本发明具有调整不同叶高处脉冲射流的频率和相位功能,拓宽了常规脉冲射流器的使用功能,具有结构简单、工作可靠、无需外接气路等优点。

技术领域

本发明涉及航空发动机压气机气动领域,特别涉及一种用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置。

背景技术

在航空发动机压气机气动领域中,压气机作为航空发动机的主要部件,其压缩能力和效率决定着航空发动机的整机性能水平。在压气机通道内,粘性效应影响较大且存在着较大的逆压力梯度,容易在压气机叶背产生流动分离现象,造成流动损失的增加。严重时会引起压气机的失速和喘振,通过采取简单便捷且高能效比的流动控制手段对叶背分离流进行抑制是压气机气动领域研究中遇到的难题。相比于定常的流动控制手段,非定常流动控制方法利用分离流的不稳定性,在取得相同的控制效果时其所消耗的能量通常比定常控制方法小的多,是当前学术的研究前沿。

目前,关于叶背分离的非定常激励研究只利用了叶背分离流一个方向的不稳定性,如脉冲射流,常规的脉冲射流将叶背分离流近似处理成二维流场,对其进行非定常激励作用。

在实际的平面叶栅或者压气机流动中,受端壁的影响,在叶栅的不同高度位置,其最不稳定频率(脱落涡频率)会发生变化,表现为接近端壁区域脱落涡频率高而叶中区域脱落涡频率低的特点,常规的脉冲射流装置无法对其叶高不同位置的频率和相位进行调节。

因此,现有技术中脉冲射流装置存在如下诸多问题:

一、沿不同叶高方向的周期性非定常射流频率控制问题:已有的脉冲射流器将叶背分离流的控制问题处理成二维问题,无法调节不同叶高方向的脉冲射流频率。

二、沿不同叶高方向的周期性非定常射流相位控制问题:与上述第一点类似,当前的脉冲射流装置尚不具备调节脉冲射流的相位功能。

三、射流引气源的问题。

四、脉冲射流波形的控制问题。

有鉴于此,本领域技术人员研制了一种用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置,以期克服上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中脉冲射流装置无法对叶高不同位置的频率和相位进行调节的缺陷,提供一种用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:

一种用于航空发动机压气机的展向分布式脉冲射流装置,抑制压气机静叶分离流,其特点在于,所述脉冲射流装置包括相互间隔的至少一个射流开口、至少一个抽吸开口、开闭阀门和驱动机构,所述射流开口和所述抽吸开口设置在压气机静子叶片的流向上,且所述抽吸开口处的压力高于所述射流开口处的压力;

所述射流开口和对应的所述抽吸开口之间通过流路连接,所述开闭阀门安装在所述流路中,通过所述驱动机构带动所述开闭阀门进行周期性开合,从而在所述压气机的不同叶高的叶背处产生非定常的脉冲射流;

所述射流开口和所述抽吸开口均设置在压气机流向上的叶背上, 且所述抽吸开口位于所述射流开口的下游;

所述流路包括引气流路和射流流路,所述引气流路连接所述抽吸开口和所述开闭阀门,所述射流流路连接所述射流开口和所述开闭阀门;

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