[发明专利]一种抑制流动分离的凹坑型中介机匣

说明书

本发明公开了抑制流动分离的凹坑型中介机匣，包括中介机匣外环、中介机匣内环以及多个支板；中介机匣内环置于中介机匣外环内，中介机匣内环与中介机匣外环之间形成流动环形通道，多个支板周向均布在流动环形通道内且一端与中介机匣内环外壁连接，另一端与中介机匣外环内壁连接，流动环形通道的背弧处和/或支板上还设有用于在流体流过时产生涡旋的凹坑。本发明公开的中介机匣由于设有凹坑，能够促进边界层内低能高熵流体与层外流体的掺混，进而提高了边界层动能水平，抑制了流动分离，降低了流动损失，进而改善中介机匣内的流动状况，提高中介机匣的气动性能。

技术领域

本发明涉及流体机械技术领域，尤其是一种抑制流动分离的凹坑型中介机匣。

背景技术

当今社会，流体机械日益在国防科技领域发挥着越来越重要的作用，它是航空、航天、航海、能源、化工等领域的重要部件。流体机械各主要部件之间通过过渡段(中介机匣)连接，将气流从上游元件引导至下游元件，保证了元件之间的流场连续性，过渡段的流动环形通道内部在周向均匀分布支板，可以起到支撑的作用。但过渡段较大径向偏移和支板导致内部流动紊乱，气流流动分离，流场恶化，影响气动性能，这对过渡段的结构设计提出了挑战。合理的控制过渡段中的流动分离能够在很大程度上减少流体机械的流动损失、减少动静干涉，提高机械效率及流体机械的寿命。对于缓解能源危机、实行可持续发展战略具有重要意义。

现有控制流动分离的方法主要分为主动流动控制技术以及被动流动控制技术。由于主动流动控制受外界条件限制较为严重，应用具有一定的局限性。

发明内容

一种抑制流动分离的凹坑型中介机匣，包括中介机匣外环、中介机匣内环以及多个支板；

所述中介机匣内环置于所述中介机匣外环内，所述中介机匣内环与所述中介机匣外环之间形成流动环形通道，多个所述支板周向均布在所述流动环形通道内且一端与中介机匣内环外壁连接，另一端与中介机匣外环内壁连接，所述流动环形通道的背弧处和/或所述支板上还设有用于在流体流过时产生涡旋的凹坑。

进一步地，在所述支板沿流体流动方向厚度最大且在整个高度位置处均布有一排或多排所述凹坑。

进一步地，所述凹坑在所述流动环形通道的背弧处沿流体流动方向设置有一排或多排，相邻两排的凹坑的排布方式为正方形排布、菱形排布以及自由排布中任意一种。

进一步地，所述凹坑的形状为球形凹坑、流向长轴椭球形凹坑、展向长轴椭球形凹坑及月牙形凹坑中任意一种。

进一步地，所述凹坑的深径比为1/3-1/4，凹坑的相对深度在2.78‰以下。

与现有技术比较，本发明公开的抑制流动分离的凹坑型中介机匣具有以下有益效果：由于流动环形通道的背弧处和/或支板上还设有用于在流体流过时产生涡旋的凹坑，凹坑产生的流向涡会促进边界层内低能高熵流体与层外流体的掺混，进而提高了边界层动能水平，抑制了流动分离，降低了流动损失，进而改善过渡段内的流动状况，提高过渡段的气动性能。

附图说明

图1为本发明公开的抑制流动分离的凹坑型中介机匣的结构图；

图2为凹坑的布置的示意图；

图3为本发明公开的抑制流动分离的凹坑型中介机匣沿轴线剖视的结构图；

图4为支板的横截面形状；

图5为本发明中介机匣出口总压损失(Cpt)对比图；

图6为本发明中介机匣出入口静压比分析图；

图7为本发明中不同相对深度凹坑对中介机匣出口截面总压损失系数的影响的分析图。

图中：1、中介机匣外环，2、中介机匣内环，3、支板上的凹坑，4、背弧上的凹坑，5、支板，6、流动环形通道。

具体实施方式