CN118008888A - 叶片式扩压器、叶片式扩压器设计方法及离心压气机 - Google Patents
叶片式扩压器、叶片式扩压器设计方法及离心压气机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118008888A CN118008888A CN202410108068.5A CN202410108068A CN118008888A CN 118008888 A CN118008888 A CN 118008888A CN 202410108068 A CN202410108068 A CN 202410108068A CN 118008888 A CN118008888 A CN 118008888A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blade
- vane
- diffuser
- axial
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000013461 design Methods 0.000 title abstract description 8
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims abstract description 23
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 43
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 14
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000000306 component Substances 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
本发明公开了一种叶片式扩压器,包括扩压器轮毂、围合于扩压器轮毂外以形成子午流道的扩压器轮盖,以及布设于子午流道内的扩压器叶片组,扩压器叶片组包括第一叶片、第二叶片和第三叶片,第一叶片、第二叶片和第三叶片均设有多个,多个第一叶片、第二叶片和第三叶片沿环形气流通道的周向交替且均匀排布,第一叶片的轴向长度大于第二叶片的轴向长度,第二叶片的轴向长度大于的第三叶片的轴向长度的,第一叶片包括径向叶片段和轴向叶片段,子午流道靠近扩压器轮毂的轴向截面边缘线为曲线,子午流道靠近扩压器轮盖的轴向截面边缘线为曲线,径向叶片段和轴向叶片段一体成型。本发明还公开了一种叶片式扩压器设计方法。本发明还公开了一种离心压气机。
Description
技术领域
本发明涉及离心压气机技术领域,特别地,涉及一种叶片式扩压器。此外,本发明还涉及一种设计上述叶片式扩压器的叶片式扩压器设计方法。此外,本发明还涉及一种包括上述叶片式扩压器的离心压气机。
背景技术
扩压器是离心压气机的核心部件,安装在与离心叶轮相邻的下游位置,对离心压气机的工作效率和堵塞流量等性能有着决定性的影响。扩压器的主要作用是对离心叶轮出口的高速气流进行减速扩压,将动能最大程度地转化为压力能,为后面的燃烧室等组件提供满足其流场品质要求的高压气流,在高负荷离心压气机中一般要求扩压器出口气流方向与子午面夹角不大于15°,出口气流马赫数不大于0.25,以保证减速扩压后的高压气流能满足流场品质要求,且高负荷离心压气机中各部件结构紧凑,扩压器的径向空间有限,通常要求扩压器出口轮毂侧直径和扩压器进口直径的比值不大于1.14。扩压器主要分为双排叶片式扩压器(如图1所示)和单排叶片式扩压器(如图2所示),双排叶片式扩压器的径向叶片与轴向叶片分开布置,形成前后两排叶片,单排叶片式扩压器的径向叶片与轴向叶片连成一体,形成一排叶片。两者的主要组成部分基本相同,均由轮毂面、叶片及盖板组成。
目前,双排叶片式扩压器的减速扩压后的高压气流能满足流场品质要求,但其扩压器出口轮毂侧直径和扩压器进口直径的比值大于1.25,径向尺寸过大,不满足高负荷离心压气机中扩压器的装配要求,而单排叶片式扩压器经过合理设计后的扩压器出口轮毂侧直径和扩压器进口直径的比值可以做到不大于1.14,但是单排叶片式扩压器的叶片数量相对较少,导致其难以保证高负荷离心压气机中扩压器出口气流的气流角及马赫数等流场品质的要求,而无法在高负荷离心压气机中应用。
发明内容
本发明提供了一种叶片式扩压器及其设计方法,以解决现有的扩压器难以满足高负荷离心压气机对扩压器的装配要求,或者满足高负荷离心压气机对扩压器的性能要求的技术问题。
根据本发明的一个方面,提供一种叶片式扩压器,包括扩压器轮毂、围合于扩压器轮毂外以形成子午流道的扩压器轮盖,以及布设于子午流道内的用于形成扩压通道的扩压器叶片组,扩压器轮毂包括轮盘径向段和轮盘轴向段,扩压器轮盖包括与轮盘径向段对应布设的轮盖径向段以及与轮盘轴向段对应布设的轮盖轴向段,扩压器叶片组包括第一叶片、第二叶片和第三叶片,第一叶片、第二叶片和第三叶片均设有多个,多个第一叶片、第二叶片和第三叶片沿环形气流通道的周向交替且均匀排布,第一叶片的轴向长度大于第二叶片的轴向长度,第二叶片的轴向长度大于的第三叶片的轴向长度的,第一叶片包括布设于轮盘径向段和轮盖径向段之间的径向叶片段以及布设于轮盘轴向段和轮盖轴向段之间的轴向叶片段,子午流道靠近扩压器轮毂的轴向截面边缘线为曲线,子午流道靠近扩压器轮盖的轴向截面边缘线为曲线,径向叶片段和轴向叶片段一体成型。
作为上述技术方案的进一步改进:
进一步地,第一叶片上尖部的进口来流角度大于根部的进口来流角度,第二叶片上尖部的进口来流角度大于根部的进口来流角度,第三叶片上尖部的进口来流角度小于根部的进口来流角度。
进一步地,当第一叶片上尖部的进口来流角度为-76--70°时,第一叶片上尖部叶型的角度变化规律为线性增大至0°,当第一叶片上根部的进口来流角度为-73°--67°时,第一叶片上根部叶型的角度变化规律为先缓慢增大,再快速增大至0°;和/或当第二叶片上尖部的进口来流角度为-66--60°时,第二叶片上尖部叶型的角度变化规律为线性增大至0°,当第二叶片上根部的进口来流角度为-63°--57°时,第二叶片上根部叶型的角度变化规律为先保持不变,再快速增大至0°;和/或当第三叶片上尖部的进口来流角度为-50--44°时,第三叶片上尖部叶型的角度变化规律为线性增大至0°,当第三叶片上根部的进口来流角度为-55°--49°时,第三叶片上根部叶型的角度变化规律为先保持不变,再快速增大至0°。
进一步地,第一叶片的厚度变化规律为先快速增大,再平缓增大,然后平缓减小,最后快速降低;和/或第二叶片的厚度变化规律为先快速增大,再平缓增大,然后平缓减小,最后快速降低;和/或第三叶片的厚度变化规律为先快速增大,再平缓增大,然后平缓减小,最后快速降低。
进一步地,第一叶片为直纹叶片;和/或第二叶片为直纹叶片;和/或第三叶片为直纹叶片。
进一步地,多个第一叶片上的前缘线与扩压器轮毂的轴向中心线之间的径向距离相同;和/或多个第二叶片上的前缘线与扩压器轮毂的轴向中心线之间的径向距离相同;和/或多个第三叶片上的前缘线与扩压器轮毂的轴向中心线之间的径向距离相同。
进一步地,第一叶片上尾缘线的轴向位置、第二叶片上尾缘线的轴向位置和第三叶片上尾缘线的轴向位置相同。
根据本发明的另一方面,还提供了一种叶片式扩压器设计方法,设计上述的叶片式扩压器,具体包括以下步骤:首先给定扩压器轮盖和扩压器轮毂中的子午流道,并确定子午流道为连续曲面,再根据子午流道获得虚拟的造型平面并建立平面坐标系,在造型平面上根据给定的角度变化规律和厚度变化规律生成扩压器叶片组中叶片的叶型,以获得平面坐标系下的叶型数据,然后根据造型平面和回转面之间的共形映射关系将造型平面上的叶型转化到由子午流道形成的三维回转面上并建立柱坐标性,以获得柱坐标系下的叶型数据,最后将柱坐标系下的叶型数据转换为笛卡尔坐标系下的叶型数据,以基于笛卡尔坐标系下的叶型数据在子午流道中生成扩压器叶片组中的第一叶片、第二叶片和第三叶片,从而获得叶片式扩压器。
作为上述技术方案的进一步改进:
进一步地,步骤在造型平面上根据给定的角度变化规律和厚度变化规律生成扩压器叶片组中叶片的叶型中还包括步骤:同时,分别给定第一叶片、第二叶片和第三叶片根尖叶型的周向积叠角度,以控制第一叶片、第二叶片和第三叶片的前缘线的径向位置和尾缘线的轴向位置。
根据本发明的另一方面,还提供了一种离心压气机,其包括上述的叶片式扩压器。
本发明具有以下有益效果:
本发明的叶片式扩压器,通过扩压器轮盖和扩压器轮毂围合形成子午流道,以便于气流通道,再通过在子午流道内布设扩压器叶片组以形成扩压通道,实现对气流的减速扩压,具体通过多个第一叶片、第二叶片和第三叶片沿环形气流通道的周向交替且均匀排布,且第一叶片的轴向长度大于第二叶片的轴向长度,第二叶片的轴向长度大于的第三叶片的轴向长度的,以在有限空间下实现叶片数量的增加,并实现对气流的多重维度的控制,且子午流道靠近扩压器轮毂的轴向截面边缘线为曲线,子午流道靠近扩压器轮盖的轴向截面边缘线为曲线,子午流道的曲率连续,有利于扩压通道中气流在转角处的流向控制,以减小气流流动分离,以使经扩压器的减速扩压后的高压气流满足高负荷离心压气机对扩压器出口流场品质的要求,即出口气流方向与子午面夹角不大于15°,出口气流马赫数不大于0.25,且由于轴向长度最长的第一叶片由径向叶片段和轴向叶片段组成,为径向转轴向的一体化叶片,第一叶片、第二叶片和第三叶片在周向方向上同排布设,以保扩压器出口轮毂侧直径和扩压器进口直径的比值不大于1.14,以满足高负荷离心压气机对扩压器的装配要求,相对于现有技术,本方案的叶片式扩压器既可满足高负荷离心压气机的装配要求,又可满足高负荷离心压气机的性能要求,实现了径向装配空间有限下的气流减速扩压,适用范围广,实用性强,适于广泛推广和应用。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是现有技术中双排叶片式扩压器的部分结构示意图;
图2是现有技术中单排叶片式扩压器的部分结构示意图;
图3本发明优选实施例的叶片式扩压器的结构示意图;
图4是本发明优选实施例的叶片式扩压器中第一叶片、第二叶片和第三叶片的角度变化规律图。
图例说明:
100、扩压器轮毂;200、扩压器轮盖;300、扩压器叶片组;310、第一叶片;320、第二叶片;330、第三叶片。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
图1是现有技术中双排叶片式扩压器的部分结构示意图;图2是现有技术中单排叶片式扩压器的部分结构示意图;图3本发明优选实施例的叶片式扩压器的结构示意图;图4是本发明优选实施例的叶片式扩压器中第一叶片、第二叶片和第三叶片的角度变化规律图。
如图1和图2所示,本实施例的叶片式扩压器,包括扩压器轮毂100、围合于扩压器轮毂100外以形成子午流道的扩压器轮盖200,以及布设于子午流道内的用于形成扩压通道的扩压器叶片组300,扩压器轮毂100包括轮盘径向段和轮盘轴向段,扩压器轮盖200包括与轮盘径向段对应布设的轮盖径向段以及与轮盘轴向段对应布设的轮盖轴向段,扩压器叶片组300包括第一叶片310、第二叶片320和第三叶片330,第一叶片310、第二叶片320和第三叶片330均设有多个,多个第一叶片310、第二叶片320和第三叶片330沿环形气流通道的周向交替且均匀排布,第一叶片310的轴向长度大于第二叶片320的轴向长度,第二叶片320的轴向长度大于的第三叶片330的轴向长度的,第一叶片310包括布设于轮盘径向段和轮盖径向段之间的径向叶片段以及布设于轮盘轴向段和轮盖轴向段之间的轴向叶片段,子午流道靠近扩压器轮毂100的轴向截面边缘线为曲线,子午流道靠近扩压器轮盖200的轴向截面边缘线为曲线,径向叶片段和轴向叶片段一体成型。具体地,本发明的叶片式扩压器,通过扩压器轮盖200和扩压器轮毂100围合形成子午流道,以便于气流通道,再通过在子午流道内布设扩压器叶片组300以形成扩压通道,实现对气流的减速扩压,具体通过多个第一叶片310、第二叶片320和第三叶片330沿环形气流通道的周向交替且均匀排布,且第一叶片310的轴向长度大于第二叶片320的轴向长度,第二叶片320的轴向长度大于的第三叶片330的轴向长度的,以在有限空间下实现叶片数量的增加,并实现对气流的多重维度的控制,且子午流道靠近扩压器轮毂100的轴向截面边缘线为曲线,子午流道靠近扩压器轮盖200的轴向截面边缘线为曲线,子午流道的曲率连续,有利于扩压通道中气流在转角处的流向控制,以减小气流流动分离,以使经扩压器的减速扩压后的高压气流满足高负荷离心压气机对扩压器出口流场品质的要求,即出口气流方向与子午面夹角不大于15°,出口气流马赫数不大于0.25,且由于轴向长度最长的第一叶片310由径向叶片段和轴向叶片段组成,为径向转轴向的一体化叶片,第一叶片310、第二叶片320和第三叶片330在周向方向上同排布设,以保扩压器出口轮毂侧直径和扩压器进口直径的比值不大于1.14,以满足高负荷离心压气机对扩压器的装配要求,相对于现有技术,本方案的叶片式扩压器既可满足高负荷离心压气机的装配要求,又可满足高负荷离心压气机的性能要求,实现了径向装配空间有限下的气流减速扩压,适用范围广,实用性强,适于广泛推广和应用。可选地,第一叶片310为大叶片,第二叶片320为中叶片,第三叶片330为小叶片,大中小三种叶片沿子午流道的周向交替且均匀排布,大叶片为径向转轴向的一体化叶片,中叶片为径向转轴向的一体化叶片或者为轴向叶片,小叶片为径向转轴向的一体化叶片或者为轴向叶片。
本实施例中,第一叶片310上尖部的进口来流角度大于根部的进口来流角度,第二叶片320上尖部的进口来流角度大于根部的进口来流角度,第三叶片330上尖部的进口来流角度小于根部的进口来流角度。具体地,通过分别控制第一叶片310根尖部、第二叶片320根尖部和第三叶片330根尖部的进口来流角度,以适应气流来流的方向,减少气流流动损伤,有利于提高扩压器的性能,进而再装配于离心压气机后,提高离心压气机的踹振裕度。
本实施例中,当第一叶片310上尖部的进口来流角度为-76--70°时,第一叶片310上尖部叶型的角度变化规律为线性增大至0°,当第一叶片310上根部的进口来流角度为-73°--67°时,第一叶片310上根部叶型的角度变化规律为先缓慢增大,再快速增大至0°,以在第一叶片310上根尖部的进口来流角度确定后,通过控制第一叶片310上根尖部叶型的角度变化规律,有利于控制气流的扩张度,进而改善扩压通道内由径向到轴向的转弯段的流场,从而提高扩压器的性能。如图4所示,优选地,第一叶片310上尖部的进口来流角度为-73°,第一叶片310上尖部叶型的角度变化规律为线性增大至0°,第一叶片310上根部的进口来流角度为-70°,第一叶片310上根部叶型的角度变化规律为先缓慢增大,再快速增大至0°。
本实施例中,当第二叶片320上尖部的进口来流角度为-66--60°时,第二叶片320上尖部叶型的角度变化规律为线性增大至0°,当第二叶片320上根部的进口来流角度为-63°--57°时,第二叶片320上根部叶型的角度变化规律为先保持不变,再快速增大至0°,以在第二叶片320上根尖部的进口来流角度确定后,通过控制第二叶片320上根尖部叶型的角度变化规律,有利于控制气流的扩张度,进而改善扩压通道内由径向到轴向的转弯段的流场,从而提高扩压器的性能。如图4所示,优选地,当第二叶片320上尖部的进口来流角度为-63°时,第二叶片320上尖部叶型的角度变化规律为线性增大至0°,第二叶片320上根部的进口来流角度为-60°,第二叶片320上根部叶型的角度变化规律为先保持不变,再快速增大至0°。
本实施例中,当第三叶片330上尖部的进口来流角度为-50--44°时,第三叶片330上尖部叶型的角度变化规律为线性增大至0°,当第三叶片330上根部的进口来流角度为-55°--49°时,第三叶片330上根部叶型的角度变化规律为先保持不变,再快速增大至0°,以在第三叶片330上根尖部的进口来流角度确定后,通过控制第三叶片330上根尖部叶型的角度变化规律,有利于控制气流的扩张度,进而改善扩压通道内由径向到轴向的转弯段的流场,从而提高扩压器的性能。如图4所示,优选地,当第三叶片330上尖部的进口来流角度为-47°时,第三叶片330上尖部叶型的角度变化规律为线性增大至0°,第三叶片330上根部的进口来流角度为-52°,第三叶片330上根部叶型的角度变化规律为先保持不变,再快速增大至0°。
本实施例中,第一叶片310的厚度变化规律为先快速增大,再平缓增大,然后平缓减小,最后快速降低,以通过合适的厚度变化规律,确保第一叶片310的气动性能和加工难度恰当。
本实施例中,第二叶片320的厚度变化规律为先快速增大,再平缓增大,然后平缓减小,最后快速降低,以通过合适的厚度变化规律,确保第二叶片320的气动性能和加工难度恰当。
本实施例中,第三叶片330的厚度变化规律为先快速增大,再平缓增大,然后平缓减小,最后快速降低,以通过合适的厚度变化规律,确保第三叶片330的气动性能和加工难度恰当。
本实施例中,第一叶片310为直纹叶片。具体地,第一叶片310为直纹叶片时,第一叶片310可采用侧铣加工,有利于加工成本的降低。可选地,第一叶片310采用根尖两个截面积叠生成。
本实施例中,第二叶片320为直纹叶片。具体地,第二叶片320为直纹叶片时,第二叶片320可采用侧铣加工,有利于加工成本的降低。可选地,第二叶片320采用根尖两个截面积叠生成。
本实施例中,第三叶片330为直纹叶片。具体地,第三叶片330为直纹叶片时,第三叶片330可采用侧铣加工,有利于加工成本的降低。可选地,第三叶片330采用根尖两个截面积叠生成。
本实施例中,多个第一叶片310上的前缘线与扩压器轮毂100的轴向中心线之间的径向距离相同,以保证多个第一叶片310上的进口和上游离心叶片的出口距离相等,有利于气流进入扩压通道内。
本实施例中,多个第二叶片320上的前缘线与扩压器轮毂100的轴向中心线之间的径向距离相同,以保证多个第二叶片320上的进口和上游离心叶片的出口距离相等,有利于气流进入扩压通道内。
本实施例中,多个第三叶片330上的前缘线与扩压器轮毂100的轴向中心线之间的径向距离相同,以保证多个第二叶片320上的进口和上游离心叶片的出口距离相等,有利于气流进入扩压通道内。
本实施例中,第一叶片310上尾缘线的轴向位置、第二叶片320上尾缘线的轴向位置和第三叶片330上尾缘线的轴向位置相同,以保证扩压器的出口气流更加均匀,进而提高扩压器性能。
本实施例的叶片式扩压器设计方法,设计上述的叶片式扩压器,具体包括以下步骤:首先给定扩压器轮盖200和扩压器轮毂100中的子午流道,并确定子午流道为连续曲面,以在气动设计中可自由调整,有利于气流的控制,再根据子午流道获得虚拟的造型平面并建立平面坐标系,在造型平面上根据给定的角度变化规律和厚度变化规律生成扩压器叶片组300中叶片的叶型,以获得平面坐标系下的叶型数据,然后根据造型平面和回转面之间的共形映射关系将造型平面上的叶型转化到由子午流道形成的三维回转面上并建立柱坐标性,以获得柱坐标系下的叶型数据,最后将柱坐标系下的叶型数据转换为笛卡尔坐标系下的叶型数据,以基于笛卡尔坐标系下的叶型数据在子午流道中生成扩压器叶片组300中的第一叶片310、第二叶片320和第三叶片330,从而获得叶片式扩压器。
本实施例中,步骤在造型平面上根据给定的角度变化规律和厚度变化规律生成扩压器叶片组300中叶片的叶型中还包括步骤:同时,分别给定第一叶片310、第二叶片320和第三叶片330根尖叶型的周向积叠角度,以控制第一叶片310、第二叶片320和第三叶片330的前缘线的径向位置和尾缘线的轴向位置,进而保证多个第一叶片310的进口与离心叶轮出口距离相等,多个第二叶片320的进口与离心叶轮出口距离相等,多个第三叶片330的进口与离心叶轮出口距离相等,同时也保证第一叶片310上尾缘线的轴向位置、第二叶片320上尾缘线的轴向位置和第三叶片330上尾缘线的轴向位置相同。
本实施例中,第二叶片320的前端布设于相邻两第一叶片310之间的喉道线下游。应当理解的是,第二叶片320的布设位置和长度与第一叶片310相关联,喉道是扩压气流通能力最小的位置,第二叶片320在不影响扩压器的流通能力的同时,增加扩压器对气流的控制约束能力,且在高负荷大扩压度的情况下减小扩压器中气流的流动分离。
本实施例中,第三叶片330的前端布设于子午流道径向转轴向后的轴向段起始点。应当理解是,第三叶片330的位置和长度与由于子午流道中气流径向转轴向后在离心力作用下轴向段起始点的流动容易分离,通过第三叶片330改善该处的流动,同时增加的第三叶片330也可以增大气流的实际转角,有利于出口气流角度符合要求。
本实施例的离心压气机,包括上述的叶片式扩压器。具体地,通过在离心压气机采用上述的叶片式扩压器,以可在径向装配空间有限情况,实现对高速气流的减速扩压,同时满足离心压气机对扩压器出口流场品质的要求,实用性强,适于广泛推广和应用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种叶片式扩压器,包括扩压器轮毂(100)、围合于扩压器轮毂(100)外以形成子午流道的扩压器轮盖(200),以及布设于子午流道内的用于形成扩压通道的扩压器叶片组(300),扩压器轮毂(100)包括轮盘径向段和轮盘轴向段,扩压器轮盖(200)包括与轮盘径向段对应布设的轮盖径向段以及与轮盘轴向段对应布设的轮盖轴向段,其特征在于,扩压器叶片组(300)包括第一叶片(310)、第二叶片(320)和第三叶片(330),第一叶片(310)、第二叶片(320)和第三叶片(330)均设有多个,多个第一叶片(310)、第二叶片(320)和第三叶片(330)沿环形气流通道的周向交替且均匀排布,第一叶片(310)的轴向长度大于第二叶片(320)的轴向长度,第二叶片(320)的轴向长度大于的第三叶片(330)的轴向长度的,第一叶片(310)包括布设于轮盘径向段和轮盖径向段之间的径向叶片段以及布设于轮盘轴向段和轮盖轴向段之间的轴向叶片段,子午流道靠近扩压器轮毂(100)的轴向截面边缘线为曲线,子午流道靠近扩压器轮盖(200)的轴向截面边缘线为曲线,径向叶片段和轴向叶片段一体成型。
2.根据权利要求1所述的叶片式扩压器,其特征在于,第一叶片(310)上尖部的进口来流角度大于根部的进口来流角度,第二叶片(320)上尖部的进口来流角度大于根部的进口来流角度,第三叶片(330)上尖部的进口来流角度小于根部的进口来流角度。
3.根据权利要求2所述的叶片式扩压器,其特征在于,当第一叶片(310)上尖部的进口来流角度为-76--70°时,第一叶片(310)上尖部叶型的角度变化规律为线性增大至0°,当第一叶片(310)上根部的进口来流角度为-73°--67°时,第一叶片(310)上根部叶型的角度变化规律为先缓慢增大,再快速增大至0°;和/或
当第二叶片(320)上尖部的进口来流角度为-66--60°时,第二叶片(320)上尖部叶型的角度变化规律为线性增大至0°,当第二叶片(320)上根部的进口来流角度为-63°--57°时,第二叶片(320)上根部叶型的角度变化规律为先保持不变,再快速增大至0°;和/或
当第三叶片(330)上尖部的进口来流角度为-50--44°时,第三叶片(330)上尖部叶型的角度变化规律为线性增大至0°,当第三叶片(330)上根部的进口来流角度为-55°--49°时,第三叶片(330)上根部叶型的角度变化规律为先保持不变,再快速增大至0°。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的叶片式扩压器,其特征在于,第一叶片(310)的厚度变化规律为先快速增大,再平缓增大,然后平缓减小,最后快速降低;和/或
第二叶片(320)的厚度变化规律为先快速增大,再平缓增大,然后平缓减小,最后快速降低;和/或
第三叶片(330)的厚度变化规律为先快速增大,再平缓增大,然后平缓减小,最后快速降低。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的叶片式扩压器,其特征在于,第一叶片(310)为直纹叶片;和/或
第二叶片(320)为直纹叶片;和/或
第三叶片(330)为直纹叶片。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的叶片式扩压器,其特征在于,多个第一叶片(310)上的前缘线与扩压器轮毂(100)的轴向中心线之间的径向距离相同;和/或
多个第二叶片(320)上的前缘线与扩压器轮毂(100)的轴向中心线之间的径向距离相同;和/或
多个第三叶片(330)上的前缘线与扩压器轮毂(100)的轴向中心线之间的径向距离相同。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的叶片式扩压器,其特征在于,第一叶片(310)上尾缘线的轴向位置、第二叶片(320)上尾缘线的轴向位置和第三叶片(330)上尾缘线的轴向位置相同。
8.一种叶片式扩压器设计方法,其特征在于,设计权利要求1-7中任意一项所述的叶片式扩压器,具体包括以下步骤:
首先给定扩压器轮盖(200)和扩压器轮毂(100)中的子午流道,并确定子午流道为连续曲面,再根据子午流道获得虚拟的造型平面并建立平面坐标系,在造型平面上根据给定的角度变化规律和厚度变化规律生成扩压器叶片组(300)中叶片的叶型,以获得平面坐标系下的叶型数据,然后根据造型平面和回转面之间的共形映射关系将造型平面上的叶型转化到由子午流道形成的三维回转面上并建立柱坐标性,以获得柱坐标系下的叶型数据,最后将柱坐标系下的叶型数据转换为笛卡尔坐标系下的叶型数据,以基于笛卡尔坐标系下的叶型数据在子午流道中生成扩压器叶片组(300)中的第一叶片(310)、第二叶片(320)和第三叶片(330),从而获得叶片式扩压器。
9.根据权利要求8所述的叶片式扩压器设计方法,其特征在于,步骤在造型平面上根据给定的角度变化规律和厚度变化规律生成扩压器叶片组(300)中叶片的叶型中还包括步骤:
同时,分别给定第一叶片(310)、第二叶片(320)和第三叶片(330)根尖叶型的周向积叠角度,以控制第一叶片(310)、第二叶片(320)和第三叶片(330)的前缘线的径向位置和尾缘线的轴向位置。
10.一种离心压气机,其特征在于,包括权利要求1-7中任意一项所述的叶片式扩压器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410108068.5A CN118008888A (zh) | 2024-01-26 | 2024-01-26 | 叶片式扩压器、叶片式扩压器设计方法及离心压气机 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410108068.5A CN118008888A (zh) | 2024-01-26 | 2024-01-26 | 叶片式扩压器、叶片式扩压器设计方法及离心压气机 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118008888A true CN118008888A (zh) | 2024-05-10 |
Family
ID=90955350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410108068.5A Pending CN118008888A (zh) | 2024-01-26 | 2024-01-26 | 叶片式扩压器、叶片式扩压器设计方法及离心压气机 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN118008888A (zh) |
-
2024
- 2024-01-26 CN CN202410108068.5A patent/CN118008888A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4047330B2 (ja) | 独立通路ディフューザ | |
US6709233B2 (en) | Aerofoil for an axial flow turbomachine | |
CN101915130B (zh) | 可变几何涡轮增压器喷嘴环三维叶片及其设计方法 | |
CN102536893B (zh) | 空气循环机压缩机转子 | |
CN102852857B (zh) | 一种高负荷超、跨音速轴流压气机气动设计方法 | |
CN108386389B (zh) | 一种叶片与机匣和轮毂相融合的离心压气机扩压器结构 | |
EP0040534A1 (en) | Compressor diffuser | |
JPH10502150A (ja) | 回転機械の圧縮領域のための流れ配向アッセンブリ | |
JP2001132696A (ja) | 狭ウェスト部を有する静翼 | |
US7789631B2 (en) | Compressor of a gas turbine and gas turbine | |
US3658437A (en) | Diffuser including vaneless and vaned sections | |
CN110657126B (zh) | 控制离心叶轮流动的非轴对称轮毂结构、离心叶轮 | |
CN110608196A (zh) | 一种带半叶高小叶片的楔形扩压器 | |
CN111042869B (zh) | 一种使用直导流叶片的轴向进气方式的小型向心涡轮 | |
KR20160077101A (ko) | S-자 형상 뒷전을 구비하는 블레이드들을 갖는 원심 압축기 임펠러 | |
CN210949272U (zh) | 一种小叶片独立设计的楔形整体式扩压器 | |
CN111120400A (zh) | 一种用于微型燃机的离心压气机 | |
CN113090580B (zh) | 一种具有s型前缘的离心叶轮叶片及其造型方法 | |
CN113074022B (zh) | 一种使用轴流导叶的向心涡轮 | |
CN113094833B (zh) | 具有燕尾前缘且径向和轴向叶片一体化的扩压器设计方法 | |
CN118008888A (zh) | 叶片式扩压器、叶片式扩压器设计方法及离心压气机 | |
CN115929694A (zh) | 一种离心压气机扩压器和离心压气机 | |
CN112901557B (zh) | 一种半无叶区具有自适应曲率型面的扩压器 | |
CN115263436A (zh) | 一种跨音速涡轮转子叶片、涡轮转子及涡轮 | |
JP4402503B2 (ja) | 風力機械のディフューザおよびディフューザ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |