[发明专利]环形曲壁扩张角迎流设计方法

说明书

本发明公开了环形曲壁扩张角迎流设计方法，包括以下设计方法：前置扩压器设计方法；衔接段的设计方法；A点为前置扩压器进口截面中线中点与出口截面中线中点连线的中点，N壁面与P壁面的延长线相交于一点C点，设计时C点与B点连线BC线垂直于弧线J线，B点与A点连线AB线与y轴方向一致。本发明不仅考虑到燃烧室倾角问题，便于帽罩设计时帽罩进口平均半径落在前置扩压器中心流线延长线上，保证进气的顺畅，且其对压气机出口流场畸变不敏感，扩压器总压损失系数更是远低于设计时2％的设计标准，一般小于0.5％，静压恢复系数也一般高于0.78，该方法是在“突扩扩压器”、“环形直壁扩张角对称”方法上进行优化产生的，简捷实用。

技术领域

本发明涉及环形曲壁扩张角设计技术领域，更具体地说，本发明涉及环形曲壁扩张角迎流设计方法。

背景技术

在进行主燃烧室前置扩压器设计时，不论是高温升主燃烧室设计还是低污染主燃烧室设计，我们通常参考《航空发动机设计手册》第九册中的设计方法，其中因“环形直壁扩张角对称”、“环形直壁内壁扩张角为零”、“环形直壁外壁扩张角为零”、“突扩扩压器”等设计方法简便快捷而选用居多。

但是多会在前置扩压器壁面临近出口处出现分离旋涡，导致压力损失会较大，其次考虑到压力损失这一关键因素，“等压力梯度造型”、“等速度梯度造型”“双纽线扩压器”、“混合造型扩压器”等设计方法也多被选用，但是由于其出口壁面张角过大，且加工困难等因素导致应用范围有限。

因此我们提出了环形曲壁扩张角迎流设计方法来解决上述问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供环形曲壁扩张角迎流设计方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：环形曲壁扩张角迎流设计方法，包括以下设计方法：

前置扩压器设计方法；

衔接段的设计方法；

A点为前置扩压器进口截面中线中点与出口截面中线中点连线的中点，N壁面与P壁面的延长线相交于一点C点，设计时C点与B点连线BC线垂直于弧线J线，B点与A点连线AB线与y轴方向一致；

此外，P线设计时与J线尽量平行，即保证P线与J线间隔没有太大变化，一般间隔为圆弧“1”的直径；

G线是与火焰筒直线段平行的机匣直线段，其前端点位于旋流器中间，即G线前端点与旋流器中点连线垂直于O线，T线两端尽量与N线和G线相切，即顺滑处理。

在一个优选地实施方式中，前置扩压器设计方法中，在前置扩压器的前端一截用直线段来设计以达到与燃烧室进口来流方向一致的目的，设计时前置扩压器下壁面比上壁面直线段稍长，依据设计经验，一般L线长度建议初次取值是I线的1-3倍，上壁面直线段长度初次取值是L_pred的0.1-0.2倍，前置扩压器上下壁面直线段的具体长度还需结合仿真结果调整。

在一个优选地实施方式中，为保证前置扩压器出口气流方向与燃烧室中心轴线一致，设计前置扩压器出口截面与O线垂直，且K线中点落在O线上。

在一个优选地实施方式中，由于前置扩压器出口面积与入口面积之比即面积比AR一定，则可以通过面积比AR确定前置扩压器K线两端位置，然后分别在前置扩压器上下壁面各画一圆弧衔接直线段与K线两端位置，在设计过程中，尽量保证J线与I线相切，M线与L线相切，即尽量保证顺滑连接，不一定非要相切；在设计时，也可依据所设计燃烧室的情况酌情增加圆弧段数量，但为方便加工，上下壁面圆弧段数量≤3。