[发明专利]一种采用环形叶片的喘振抑制装置

说明书

一种采用环形叶片的喘振抑制装置，包括壳体(10)、进口管路(20)和出口管路(30)。所述进口管路和所述出口管路中的至少一个包括抑喘结构，所述抑喘结构包括腔体和抑喘件，所述抑喘件呈环状，所述抑喘件设置于所述腔体内，所述抑喘件的外壁与所述腔体的内壁抵接，以共同围成回流区，气体增压装置发生喘振时，所述回流区用于改变回流气流中的部分气流的流向，以冲击所述回流气流。本申请实施例中，该采用环形叶片的喘振抑制装置可消除喘振或减缓喘振的发生，从而减小喘振带来的破坏。

技术领域

本发明涉及测试设备技术领域，特别涉及一种采用环形叶片的喘振抑制装置。

背景技术

气体增压装置包括风扇/压气机，风扇/压气机等构成的压缩系统广泛应用于航空、汽车、能源等领域，是燃气轮机、航空发动机、内燃机中的重要组成部件，其主要作用是对流体做功，提高流体的压力和密度，提高燃气轮机、航空发动机、内燃机等动力机械的功率密度。在开展风扇/压气机设计时，需要开展大量部件性能试验，为了捕捉失稳边界会经常出现喘振现象；发动机正常工作过程中，在某些特殊情况下(如进气畸变、发生吞冰吞鸟事故等)，也会发生喘振。当发生喘振时，整个压缩系统内的气流发生低频大幅度的流量振荡，同时伴随着气动轴向力振荡，这会对风扇/压气机叶片甚至整个系统的结构完整性造成破坏；除此之外，喘振也会造成功率下降，下游回流气体会对上游低温部件或结构造成烧蚀。因此，在开展试验或进行发动机设计时，希望能够抑制或减缓喘振的发生，进而减小喘振危害。

喘振最典型的特征是主流区气体发生周期性大幅度回流，目前工程上通常是由试验人员通过声音判断是否发生喘振，进而决定是否进行退喘操作，这期间会经历多次喘振周期，对整个压缩系统造成一定伤害。为了减小延时，增加对喘振判断及退喘的及时性，一种思路是布置更多的探针，使用更精确的控制系统和执行机构，然而这样会大大增加整个系统的成本和复杂性。因此，如何抑制气体增压装置喘振发生和减小喘振强度，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种采用环形叶片的喘振抑制装置，能够抑制气体增压装置喘振发生和减小喘振强度。

(二)技术方案

为解决上述问题，根据本发明的一个方面,本发明提供了一种采用环形叶片的喘振抑制装置，该喘振抑制装置包括壳体、进口管路和出口管路。壳体具有相对设置的进口端和出口端，所述壳体用于容置气体增压装置。进口管路设置于所述壳体的进口端；出口管路设置于所述壳体的出口端；其中，所述进口管路和所述出口管路中的至少一个包括抑喘结构，所述抑喘结构包括腔体和抑喘件，所述抑喘件呈环状，所述抑喘件设置于所述腔体内，所述抑喘件的外壁与所述腔体的内壁抵接，以共同围成回流区，气体增压装置发生喘振时，所述回流区用于改变回流中的部分气流的流向，以冲击所述回流主流。

一种示例性的实施例中，所述抑喘件为多个，多个所述抑喘件间距布置于所述腔体内，相邻两个所述抑喘件之间的距离为L，腔体的直径为H,距离L和直径H满足条件式：L/H≥0.25。

一种示例性的实施例中，所述抑喘件包括本体和内壳；

所述本体呈环形，所述本体外壁与所述腔体内壁抵接，沿所述本体的内壁朝向第一方向形成有所述内壳，所述内壳包括出流口，所述出流口用于所述腔体内气流的流通；其中，所述第一方向为所述本体的进口端指向所述本体的出口端的方向，所述内壳与所述腔体共同围成所述回流区。

一种示例性的实施例中，所述内壳截面的母线与所述本体的中轴线相交形成的夹角为θ，夹角θ满足条件式：θ＜90°。

一种示例性的实施例中，所述内壳的所述出流口的面积为S₀，位于所述壳体(10)的出口端的出流口的截面积为S_min，所述腔体的最大截面积为S_max，其满足条件式：S_min＜S₀＜S_max。