专利名称：一种新型的圆弧斜槽处理机匣的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种风扇/压气机机匣处理装置，在大幅度提高风扇/压气机稳定工 作裕度的同时，不损失风扇/压气机效率。
背景技术：
在航空发动机压气机设计发展过程中，压气机的不稳定流动，如失速、喘振等，极 大地限制了压气机性能的进一步提升。为了能使压气机有较大的稳定工作裕度，保证发动 机的安全工作，设计者往往要以牺牲压气机的性能为代价，将压气机的工作点放在远离其 最佳效率点的位置。因此，拓宽压气机的稳定工作范围，成为航空发动机设计者致力追求的 目标。为了提高压气机的稳定工作范围，风扇/压气机设计者提出了多种形式的机匣处 理形式。图1-图2给出了三种典型的处理机匣结构形式。如图1所示，轴向槽结构处理机匣是在机匣上沿压气机的轴向开槽，其槽深方向 与压气机的径向成一定夹角。当槽深方向对准来流方向时，无论来流是均勻流或发生进口 畸变，失速裕度都有较大改善。如图2所示，叶片弦向槽处理机匣是在机匣上沿叶尖基元的弦向开槽，槽深方向 也可以有不同的夹角，并且可以通过气室连通所有弦向槽。这些处理机匣能大幅度提高风扇/压气机的稳定工作裕度，但是同时又大大降低 了风扇/压气机的效率，这就制约了这些处理机匣结构形式在实际发动机中的广泛应用。近些年开发的圆弧斜槽处理机匣(如图3所示)在风扇/压气机稳定工作裕度和 效率之间做了很好的兼顾，但仍然会对效率有些影响。经过大量的数值模拟和实验分析，发 现处理槽内部流动损失是影响效率的重要因素之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新型的圆弧斜槽处理机匣装置，其特征是槽 内部设计时子午面径向投影线采用非正交的光滑曲线。当风扇/压气机加装该处理机匣 后，在大幅度提高其稳定工作裕度的同时，能保证效率基本不降低。本发明提供的圆弧斜槽处理机匣在原有圆弧斜槽处理机匣基础上，改进了处理槽 内部的设计。原有的圆弧斜槽处理机匣都采用直线正交设计，如图3所示，即投影线E和F 为直线，并且投影角度β =90° γ =90°。本发明提出两种修改方案1)投影线E和F仍然保持直线，取消正交设计，使得20° < β < 90°20° < γ <90°结构示意图如图4所示。图5为该结构圆弧斜槽处理机匣环实物图。图6为该结 构圆弧斜槽处理机匣与压气机转子的装配图。2)投影线E和F为任意光滑曲线，如圆弧线，样条曲线等。结构如图7所示。
圆弧斜槽处理机匣其他参数的确定如下，参数示意图见图8。(1)处理槽数目N处理槽的数目N是转速、叶片数和叶尖切向速度的函数N = f(n, Ζ, UTip) = a · (η · Z)k · (500/UTip)b其中，η为转速RPM，Z为叶片数目，UTip为叶尖切向速度m/s，a、k、b为系数。确定 如下跨音压气机a= 1. 313，k = 0. 34，b = 1/3亚音压气机a= 1. 100，k = 0. 355，b = 1/3(2)处理槽搭接量入iΛ=γ转子叶尖轴向弦长为L，处理机匣进口(下游)与转子叶尖前缘轴向距离为U。X1 =10% 100%(3)处理槽前伸量λ 2A2转子叶尖轴向弦长为L，处理机匣出口(上游)与转子叶尖前缘轴向距离为L2。λ2 =20% 80%(4)处理槽径向斜角αα =35° 60°(5)处理槽深度hh = hslot/Atip其中，hsl。t为处理槽的实际深度，Atip为转子叶尖间隙h = 5 15(6)处理槽的敞开比Km
r ，π · Cosa
_4]、二^^Km = 0. 3 0. 7其中，B为处理槽法向宽度，D为处理机匣外直径，α为处理槽径向斜角，N为处理 槽数目。(7)处理槽进出口轴向角度处理槽进口与转子叶尖叶片弦向的夹角Φ1(逆时针为正方向)，Ct1 = _30° 30°处理槽出口与轴向的夹角Φ2 (逆时针为正方向)，Φ2 = -30° 30°(8)处理槽中弧线半径R处理槽中弧线在进出口切向角度保证Φ,Π Φ2，整个中弧线采用圆弧线，半径R即
可确定。
图1为现有技术的轴向斜槽处理机匣剖面示意图，(a)、(b)、(c)分别为主视图、俯 视图和侧视图；图2为现有技术的叶片弦向槽处理机匣剖面示意图，(a)、(b)、(c)分别为主视图、
4俯视图和侧视图；图3为现有技术圆弧斜槽处理机匣结构形式示意图，(a)为主视图，(b)为A-A剖 面图，(c)为B向视图；图4为本发明所述的第一种新型圆弧斜槽处理机匣结构形式示意图，(a)为主视 图，(b)为A-A剖面图，(c)为B向视图；图5为本发明所述的第一种新型圆弧斜槽处理机匣环实物图；图6为本发明所述的第一种新型圆弧斜槽处理机匣与压气机转子的装配图；图7为本发明所述的第二种新型圆弧斜槽处理机匣结构形式示意图，(a)为主视 图，(b)为A-A剖面图，(c)为B向视图8为本发明所述圆弧斜槽处理机匣参数示意图。
具体实施例方式本发明具体实施是在风扇/压气机叶尖机匣进行机匣处理。对于图4或图7中的 处理机匣气室，可视具体情况选择加工或不加工。下边就以一台跨音压气机为例说明本发 明所述的新型圆弧斜槽处理机匣的实施过程。针对某单级压比2. 2的高性能跨音风扇(结构及气动参数如表1所示)，新型圆 弧斜槽处理机匣的参数确定如下。表1某单级跨音风扇的有关结构及气动参数 (1)处理槽数目N跨音压气机α = 1. 313，k = 0. 34，β = 1/3，并且，转速η = 21500RPM、叶片数目 Z = 14，叶尖切向速度UTip = 495. 32m/s，因此，处理槽的数目N = 96。(2)处理槽搭接量入iλ工=50%，从而，处理机匣进口与转子叶尖前缘距离为L1 = 30. 6mm。(3)处理槽前伸量λ 2A2 = 50%，从而，处理机匣出口与转子叶尖前缘距离为L2 = 30.6mm。(4)处理槽径向斜角αα =45° 。(5)处理槽深度hh = 10，从而，处理槽的实际深度hsl。t = 10匪。(6)处理槽的敞开比KmKm = 0. 5，从而，处理槽的法向宽度B = 5. 3讓。
(7)处理槽进出口轴向角度(J)1 = O0Φ2 = 0°(8)处理槽中弧线半径R处理槽中弧线在进出口切向角度保证Ct1和Φ2，中弧线采用圆弧线半径，处理槽 中弧线半径R = 64. 3mm。(9)槽内部设计子午面径向投影线采用非正交直线，β = 45°，γ = 45°。最终，新型圆弧斜槽处理机匣的设计方案如表2所示。表2新型圆弧斜槽处理机匣的设计方案
权利要求
一种风扇/压气机圆弧斜槽处理机匣结构，其特征是槽内部设计时子午面径向投影线采用非正交的光滑曲线。
2.按照权利要求1所述的处理机匣设计方法，其特征在于圆弧斜槽处理机匣的子午面 径向投影线采用非正交的直线。
3.按照权利要求1所述的处理机匣设计方法，其特征在于圆弧斜槽处理机匣的子午面 径向投影线采用光滑曲线。
全文摘要
本发明涉及一种风扇/压气机机匣处理装置，在圆弧斜槽处理机匣内部结构设计中，子午面径向投影线采用非正交的光滑曲线，从而降低了处理机匣内部流动损失，提高了风扇/压气机效率。
文档编号F04D29/40GK101900134SQ20101017616
公开日2010年12月1日 申请日期2010年5月13日 优先权日2010年5月13日
发明者脱伟, 袁巍, 陆亚钧 申请人:北京航空航天大学