[发明专利]一种抽吸与导流尾板相结合的平面叶栅流场品质改善系统

说明书

本发明提供了一种抽吸与导流尾板相结合的平面叶栅流场品质改善系统，包括固定座、以及固定座上设置的叶栅试验台，所述叶栅试验台一端设有供气管，另一端设有排气口，所述叶栅试验台中部设有叶栅试验件；所述叶栅试验台的左右两侧对应设有左转盘和右转盘，所述左转盘和右转盘均转动安装在叶栅试验台上，左转盘和右转盘之间存在与供气管连通的导气间隙；所述叶栅试验件一侧设置在左转盘上，另一侧设置在右转盘上。本发明采用抽吸机构和导流机构相结合的方式改善叶栅流场品质，改善效果好，操作调整简便，可以实现对叶栅流场品质的准确调节和改善。

技术领域

本发明属于平面叶栅测试领域，尤其是涉及一种抽吸与导流尾板相结合的平面叶栅流场品质改善系统。

背景技术

平面叶栅风洞试验在标准来流条件下，可以直接获取不同叶型的气动性能参数，高效、快速、直观地建立基元速度三角形与叶栅几何参数之间关联关系，因此平面叶栅风洞成为轴流式叶轮机械(压气机、涡轮)重要的基础性试验研究设备。平面叶栅流场品质可以判定试验器是否满足试验要求，其中流场品质是指有限个叶片构成的平面叶栅模拟无限多、无限高叶片理想周期性的能力。而影响平面叶栅试验器流场品质的原因主要有两方面：一方面是流体在接触试验器侧板时会产生附面层，附面层沿着气流运动方向不断发展，从而直接影响栅前流场均匀性；另一方面则是叶栅风洞试验段固有结构会导致靠近上侧壁的叶栅通道发生堵塞，在叶片数不够多的情况下，这种堵塞现象会波及到叶栅中间通道，从而影响试验数据的准确性。

当前，为获取准确的叶栅性能参数，通常使用端壁抽吸对进口低能流体进行抽吸。经过试验验证仍存在如下缺陷：

(1)栅前端壁抽吸缝位置距离叶栅前缘存在一定距离，对于小攻角、低马赫数试验条件下的平面叶栅流场品质具有改善作用。但是，以抽吸腔与试验段之间压差为驱动的端壁抽吸，对平面叶栅各通道的通流流量的调整能力有限。随着试验攻角与马赫数的增大，用于抽吸的压差范围也随之增大，所需的抽吸流量变大，使得控制流场品质的难度与成本随之增大。

(2)现有的抽吸方式多以控制真空泵真空流量为调节途径，由于其方法是以试验段流场与真空泵内流场的压力差为驱动，因此，其对流场品质调控难度较小的叶栅具有改善作用，原因是该类叶栅所需要的压力差较小即抽吸流量小。然而，对于调控难度较大的叶栅，则需要更大的抽吸压力差即抽吸流量，抽吸流量的增加会驱动试验段流场内流体加速流向抽吸缝(抽吸口)，由于抽吸缝宽度不变，流量增到到一定程度时，必然导致抽吸缝位置流体因过度加速而产生堵塞，导致抽吸口位置存在不同程度的流场恶化。

(3)目前，导流尾板主要应用于涡轮叶栅实验中，而涡轮叶栅试验段的流体流动均为顺压梯度，以致目前导流尾板的应用未考虑尾板长度的影响，而对于压气机叶栅实验，其流体流动为逆压梯度，则需要综合考虑尾板长度与尾板角度的协调作用；同时，现有的尾板方案以一侧固定导流板加另一侧可调尾板组成，基于此结构，尾板的调节行程较小，不具备良好的普适性，且调节范围不精确，对恶化的流场调节改善效果不佳；现有的尾板调节方式多为牵引式拉动调节，缺少尾板角度的读取过程，导致各实验过程存在一定摸索性，不利于节约成本，也不利于尾板调节规律的总结。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种抽吸与导流尾板相结合的平面叶栅流场品质改善系统，以解决现有平面叶栅测试系统流场恶化的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种抽吸与导流尾板相结合的平面叶栅流场品质改善系统，包括固定座、以及固定座上设置的叶栅试验台，所述叶栅试验台一端设有供气管，另一端设有排气口，所述叶栅试验台中部设有叶栅试验件；所述叶栅试验台的左右两侧对应设有左转盘和右转盘，所述左转盘和右转盘均转动安装在叶栅试验台上，左转盘和右转盘之间存在与供气管连通的导气间隙；所述叶栅试验件一侧设置在左转盘上，另一侧设置在右转盘上，所述叶栅试验件包括栅板、以及栅板上设置测试叶栅，所述栅板对应左转盘和右转盘设置两个，两个栅板之间存在用于容纳测试叶栅的容纳间隙，所述容纳间隙与导气间隙连通；所述叶栅试验件朝向供气管的一端设有抽吸机构，另一端设有导流机构。