一种用于产生自适应射流的可变弯度叶片及其设计方法

文档序号:40486924发布日期:2024-12-31 12:54阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于产生自适应射流的可变弯度叶片,其特征在于,包括:前叶片(1)、后叶片(2)、弹性膜(3)、射流缝入口(4)、射流缝出口(5)、前叶片尾缘(6)、后叶片前缘(7)以及后叶片转动轴线(8);其中,所述射流缝入口(4)位于叶片压力面,所述射流缝出口(5)位于叶片的吸力面;所述弹性膜(3)、前叶片尾缘(6)和后叶片前缘(7)构成几何形状可变的射流通道;所述后叶片(2)可绕后叶片转动轴线(8)旋转设定角度,所述弹性膜(3)在后叶片(2)旋转及叶片两侧压差的变化下发生变形,从而对射流缝出口(5)的开度及射流流量进行调节。

2.根据权利要求1所述的用于产生自适应射流的可变弯度叶片,其特征在于,所述弹性膜(3)具有宽度w,当后叶片(2)转动角度θ=0°时,弹性膜(3)紧贴后叶片(2)吸力面并完全覆盖射流缝出口(5),后叶片(2)对弹性膜(3)产生预紧力fs0。

3.根据权利要求1所述的用于产生自适应射流的可变弯度叶片,其特征在于,所述后叶片(2)的最大转动角度θmax在10°~90°范围内,所述后叶片(2)转动角度θ满足:0≤θ≤θmax。

4.根据权利要求1所述的用于产生自适应射流的可变弯度叶片,其特征在于,所述后叶片(2)转动角度θ存在临界转角θc,当θ≤θc时,弹性膜两侧压差较小,弹性膜处于紧贴后叶片(2)的状态,射流缝出口(5)处于关闭状态,此时射流缝出口(5)处无射流产生;当θ>θc时,弹性膜(3)两侧压差较大,使弹性膜(3)脱离后叶片(2),射流缝出口(5)开启,射流缝出口(5)处有射流产生,所述射流缝出口(5)产生的射流流量随θ的增大而增大。

5.一种根据权利要求1-4任一项所述的用于产生自适应射流的可变弯度叶片的设计方法,其特征在于,包括:

6.根据权利要求5所述的用于产生自适应射流的可变弯度叶片的设计方法,其特征在于,所述确定压力系数c方法如下:采用实验或数值模拟方法,由公式确定压力系数c,其中:为弹性膜(3)两侧的平均压力差。

7.根据权利要求6所述的用于产生自适应射流的可变弯度叶片的设计方法,其特征在于,所述确定弹性膜接触状态竖向位移方法如下:将后叶片(2)的最大转动角度θmax状态所需射流缝宽度作为弹性膜接触状态竖向位移的参考值。

8.根据权利要求7所述的用于产生自适应射流的可变弯度叶片的设计方法,其特征在于,所述确定弹性膜自然状态下的竖向位移方法如下:根据公式估算弹性膜自然状态下的竖向位移。

9.根据权利要求8所述的用于产生自适应射流的可变弯度叶片的设计方法,其特征在于,所述确定弹性膜的弹性系数k方法如下:根据公式,估算弹性膜的弹性系数k,其中:l为叶片展向长度。

10.根据权利要求9所述的用于产生自适应射流的可变弯度叶片的设计方法,其特征在于,所述确定预紧力方法如下:根据公式,估算后叶片(2)转动角度θ=0时后叶片(2)给弹性膜(3)的支持力,作为弹性膜预紧力。


技术总结
本发明公开了一种用于产生自适应射流的可变弯度叶片及其设计方法,属于压气机技术领域,所述可变弯度叶片包括前叶片、后叶片、弹性膜、射流缝入口、射流缝出口、前叶片尾缘、后叶片前缘以及后叶片转动轴线;所述射流缝入口位于叶片压力面,所述射流缝出口位于叶片的吸力面;所述弹性膜、前叶片尾缘和后叶片前缘构成几何形状可变的射流通道;所述弹性膜在后叶片旋转及叶片两侧压差的变化下发生变形,从而对射流缝出口的开度及射流流量进行调节;本发明在保证可变弯度叶片结构简单的前提下,使其产生可自适应调节的射流流动控制,以抑制叶片大弯度状态下的吸力面流动分离,同时降低小弯度状态下叶片的流动损失。

技术研发人员:陆惟煜,鲁燕山,桂科宇,邓秋林
受保护的技术使用者:南京工业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/30
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