[发明专利]压气机周向槽自循环喷气组合式扩稳装置及方法

权利要求书

1.一种压气机周向槽自循环喷气组合式扩稳装置，其特征在于，该装置包括：

一叶顶机匣；

在该叶顶机匣的内壁动叶顶端开的多个具有一定宽深比的周向槽；

在动叶前缘和动叶顶端的机匣壁面上分别开的多个通孔，在动叶顶端机匣壁面上所开的通孔与该周向槽密封固接；

在该周向槽的槽底开的多个孔；

连接动叶前缘和动叶顶端多个通孔而形成的自循环机构；以及

连接于该自循环机构并在动叶前缘进行喷气的喷嘴，在该动叶前缘的机匣壁面所开的通孔与该喷嘴密封固接。

2.根据权利要求1所述的压气机周向槽自循环喷气组合式扩稳装置，其特征在于，所述自循环机构由一段圆管构成，圆管与喷嘴和周向槽固接的连接部分，保证圆管内壁和连接部分的内壁尽可能光滑过渡和无缝连接，以保证气流在圆管内流动时，密封性性能好，以及损失小。

3.根据权利要求2所述的压气机周向槽自循环喷气组合式扩稳装置，其特征在于，所述自循环机构在压气机运行过程中将槽底的气体引回到动叶前缘机匣内壁进行喷射，在压气机变工况运行时，动叶顶端的压力会随节流阀的关闭而逐渐升高，而使得喷气量逐渐变大，进而能够充分利用周向槽和叶顶喷气的扩稳能力，达到双重扩稳的目的。

4.根据权利要求1所述的压气机周向槽自循环喷气组合式扩稳装置，其特征在于，所述周向槽用于将叶片压力面的高压气流吸入到周向槽内，然后在叶片吸力面进行喷射，将叶顶间隙泄漏涡向通道里推移，抑制叶顶泄漏涡的强度，进一步推迟泄漏流与主流交界面的前移，实现推迟失速的发生。

5.根据权利要求1所述的压气机周向槽自循环喷气组合式扩稳装置，其特征在于，所述周向槽用于将叶片顶部压力面的气体吸入，然后在叶片顶部吸力面进行喷射；由于吸-喷气流只涵盖了周向槽的部分深度，在槽底会形成大量的涡，这样就会造成槽底的熵增比较大，整个压气机的效率就会下降，而自循环机构能够将槽底的涡系结构引出，在压差的推动下，在动叶前缘机匣内壁喷嘴处以动量的形成进行喷射。

6.根据权利要求1所述的压气机周向槽自循环喷气组合式扩稳装置，其特征在于，所述周向槽的深宽比为1-2。

7.根据权利要求1所述的压气机周向槽自循环喷气组合式扩稳装置，其特征在于，所述周向槽的中心位于距离叶片前缘40％-70％轴向弦长位置。

8.根据权利要求1所述的压气机周向槽自循环喷气组合式扩稳装置，其特征在于，所述喷嘴使得喷射出的气流在和主流相互作用之后能够尽可能地沿着机匣壁面流动，这样喷射气体能够作用于叶顶间隙流，起到抑制泄漏涡强度，增加主流的轴向动量，将泄漏流与主流的交界面向通道尾缘推移，实现推迟失速的发生。

9.根据权利要求8所述的压气机周向槽自循环喷气组合式扩稳装置，其特征在于，所述喷嘴径向喷气角度为15°。

10.根据权利要求8所述的压气机周向槽自循环喷气组合式扩稳装置，其特征在于，所述喷嘴喷气偏航角为负角度，与压气机转子旋转方向相反，喷嘴出口距动叶叶尖为2mm。

11.一种压气机周向槽自循环喷气组合式扩稳方法，该方法基于权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，该方法是在前后静压差的推动下，将动叶顶端周向槽槽底的气体经过自循环机构引出，并在动叶前缘机匣内壁经喷嘴进行喷射，实现提高稳定性裕度的目的。

12.根据权利要求11所述的压气机周向槽自循环喷气组合式扩稳方法，其特征在于，所述自循环机构在压气机运行过程中将槽底的气体引回到动叶前缘机匣内壁进行喷射；在压气机变工况运行时，动叶顶端的压力会随节流阀的关闭而逐渐升高，而使得喷气量逐渐变大，进而能够充分利用周向槽和叶顶喷气的扩稳能力，达到双重扩稳的目的。

13.根据权利要求11所述的压气机周向槽自循环喷气组合式扩稳方法，其特征在于，所述周向槽将叶片压力面的高压气流吸入到周向槽内，然后在叶片吸力面进行喷射，将叶顶间隙泄漏涡向通道里推进，抑制叶顶泄漏涡的强度，进一步推迟泄漏流与主流交界面的前移，实现推迟失速的发生。