一種周向多分區圓弧斜槽形輪轂激勵發生器的製作方法

2023-06-09 17:35:46

專利名稱：一種周向多分區圓弧斜槽形輪轂激勵發生器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種提高民用風機穩定裕度的裝置，尤其是改善民用軸流風機靜子根部端區流動分離及二次流損失的一種周向多分區圓弧斜槽形輪轂激勵發生器。
背景技術：
民用軸流風機的級壓比和流動速度相對航空燃氣輪機低得多，而且為了儘量降低加工和製造成本，葉型通常相對簡單而粗糙，因此葉片通道內存在有較大的流動分離，尤其是靜子根部的端壁區域，存在著很嚴重的分離流動和豐富的二次流動，其往往是風機噪聲源和性能較低的原因之一。民用風機的效率基本在60-80%左右。在航空發動機領域，為了擴大壓氣機的穩定裕度，處理機匣技術的擴穩效果被認為非常明顯，且實用性很強，因而得到了比較廣泛的應用。機匣處理技術的根本目的在於提高壓氣機的穩定裕度範圍，其有效性的本質在於改善端區的流動情況。本課題組基於對風機靜子端區的流動結構的分析，結合前期已獲得成功的非定常耦合流動理論，針對風機靜子葉根存在大尺度分離的流動結構，已經成功設計了改善靜子端區流動分離的輪轂激勵發生器，這種輪轂激勵發生器能有效減少靜子端區的流動分離，大幅降低氣動噪聲，提高民用風機性能。但是這種輪轂處理環只能產生單一的激勵頻率，對靜子葉根端區的二次流不能產生非定常耦合激勵作用。因此，如何更有效地控制風機靜子葉根端區的非定常流動，設計出一種能夠產生多種激勵頻率的輪轂處理環，使它不僅能對靜葉根部的分離團進行更好地整流而且能對複雜的二次流進行一定程度的整流，使流場更加有序，減輕葉背分離和減少流動損失，使得民用風機的性能進一步提升，噪聲進一步降低。這種非定常多頻率激勵的輪轂激勵發生器成為本發明所追求的目標。

發明內容
受到航空發動機處理機匣以及只能產生單頻率的輪轂激勵發生器的的啟發，並針對民用風機靜子端區的非定常流動特點，本發明提供了一種能產生多頻率激勵的周向多分區圓弧斜槽形輪轂激勵發生器。其特徵是在輪轂激勵發生器的基礎上去掉50%的處理槽， 處理槽採用圓弧斜槽形式。這種周向多分區圓弧斜槽形輪轂激勵發生器包括開有處理槽的為四個激勵區和未開處理槽的四個緩衝區。激勵區和緩衝區相間分布，每個激勵區的處理槽數為輪轂激勵發生器總槽數的12. 5%。這種周向多分區圓弧斜槽形輪轂處理環是在輪轂激勵發生器的基礎上進行設計發明的。首先對輪轂激勵發生器進行設計(1)激勵發生器處理槽數目N的確定激勵器控制的主要對象為輪轂端區的分離團，因此，激勵器槽數與該脫落渦的主要特徵頻率以及輪轂轉速相關，其具體取值為
權利要求
1. 一種周向多分區圓弧斜槽形輪轂激勵發生器，其特徵在於本發明所述周向多分區輪轂激勵發生器在輪轂激勵發生器的基礎上去掉了 50%的處理槽，所剩下的處理槽在周向上按照四個激勵區分布。分布有處理槽的四個激勵區與沒有處理槽的四個緩衝區分別相間分布。處理槽採用圓弧斜槽。
全文摘要
本發明涉及一種應用在民用軸流風機靜子葉根端區的周向多分區圓弧斜槽形輪轂激勵發生器。該周向多分區圓弧斜槽形輪轂激勵發生器的設計考慮到了風機靜子端區無序的非定常旋渦分離流動及豐富的二次流動損失。通過合理的設計處理槽的數目和周向分布形式時，周向多分區圓弧斜槽形輪轂激勵發生器在保持了有益的高頻激勵信號的同時，引入了合適的低頻激勵信號和有益的副頻激勵信號，使得激勵發生器的流動更容易與壓氣機中的複雜渦系產生耦合激勵作用，因此能夠有效減少靜子葉根端區的大尺度分離及二次流損失，從而大幅降低噪聲，擴大風機穩定裕度範圍，同時提高風機效率。
文檔編號F04D29/52GK102168691SQ20111011306
公開日2011年8月31日 申請日期2011年5月3日 優先權日2011年5月3日
發明者李志平, 李紹斌, 李茂義, 陸亞鈞 申請人:北京航空航天大學