[实用新型]一种新型轮毂面的压气机结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及航空发动机和燃气轮机用压缩部件领域，具体地说是一种新型轮毂面的压气机结构。

背景技术

压气机是航空发动机的关键部件之一，其作用是在低流阻损失的情况下对所流过的气流加功，提高气流压强。

现有的压气机叶片轮毂流道大多采用光滑流道。微槽减阻是通过表面改型控制流体边界层内的湍流结构，从而控制湍流动能消耗，实现减阻的一种技术方案。相对其他减阻技术，只需要在物体表面加工出满足一定尺寸要求的微槽单元即可。近壁湍流80％的湍动能由猝发过程(包括下扫和喷射)产生，微槽在湍流边界层发展过程中阻止了流向涡的展向运动，阻碍了湍流猝发过程的进行，降低猝发频率以及削弱湍流猝发强度；限制了流体的横向流动，这就如同流体沿着开好的槽有序前行，减少了壁面摩擦阻力，增强了流动的稳定性。

在压气机叶栅通道中，因为压力面与吸力面之间的压差，不可避免存在端壁附面层从高压力区向低压力区的迁移，通过采用微槽表面轮毂通道，可以把低速流体保留在沟槽内，抑制低能流体的集聚，减少和拖延流动分离，从而拓宽压气机的稳定工作范围。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有减阻效果的新型轮毂面的压气机结构。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：一种新型轮毂面的压气机结构，包括轮毂、叶片，所述叶片均布在轮毂上，所述相邻叶片之间的通道为轮毂通道，所述轮毂通道表面设置有流向微槽，所述流向微槽均布在轮毂通道表面上。

进一步的是，所述流向微槽的截面形状为等边三角形、矩形或者圆弧形。

进一步的是，所述流向微槽的高度为轮毂通道边界层内粘性底层高度的0.5～2倍。

其有益效果是：本实用新型在不改变压气机叶片轮毂通道结构前提下，将压气机叶片轮毂通道表面设计为具有减阻性能的流向微槽表面，实现减阻和抑制流动分离、拓宽稳定工作范围，进而提高压气机效率和稳定裕度。而压气机的效率提高后，可以降低发动机的耗油率，在载油量相同的情况下，可以增加飞机的作战半径，并降低涡轮进口温度，从而延长涡轮的使用寿命，延长发动机的大修及报废周期，达到降低成本，提升飞机战斗力的目的。而压气机的稳定裕度提高可以增加发动机操控的安全性，因此具有较大的军事应用价值。

附图说明

图1为本实用新型轮毂面为流向微槽表面压气机结构示意图；

图2为图1上A-A局部放大图；

图3为实施例中流向微槽的结构示意图。

图中所示：1-叶片，11-压力面，12-吸力面，2-轮毂通道，3-轮毂，4-流向微槽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1、2所示，本实用新型的一种新型轮毂面的压气机结构，包括轮毂3、叶片1，所述叶片1均布在轮毂3上，所述相邻叶片1之间的通道为轮毂通道2，所述轮毂通道2表面设置有流向微槽4，所述流向微槽4均布在轮毂通道2表面上。相邻两个叶片1相对面分别为压力面11、吸力面12，所述压力面11、吸力面12之间形成的通道为轮毂通道2，所述轮毂通道2表面全部均匀布置了若干个流向微槽4，这样布满流向微槽4的轮毂通道2表面可形成流向微槽表面。

如图3所示，流向微槽4的高度为h、槽宽为a、间距b，其中槽宽为a、间距b根据轮毂通道2的几何尺寸以及通道内的流动特性确定，目的是确保流向微槽表面有减阻效果。由于流向微槽表面在流向微槽4内集聚了大量的低动量流体，改变了表面的湍流近壁结构，抑制了流向涡的横向运动，减弱了流向涡的纵向发展，减少了近壁处能量交换，从而减小了表面摩擦阻力，利用流向微槽表面的减阻特性，能够有效提高压气机的效率。

在压气机叶栅通道中，因为压力面11与吸力面12之间的压差，不可避免存在附面层从高压力区向低压力区的迁移，通过采用本实用新型的具有流向微槽表面的轮毂通道2，可以抑制低能流体的集聚，减少和拖延流动分离，从而拓宽压气机的稳定工作范围。压气机效率的提高，可以降低发动机的耗油率，在载油量相同的情况下，可以增加飞机的作战半径。而且压气机效率的提高还可以降低涡轮进口温度，从而延长涡轮的使用寿命，延长发动机的大修及报废周期，达到降低成本，提升飞机战斗力的目的。另外，压气机的稳定裕度提高可以增加发动机操控的安全性。

优选的实施方式是所述流向微槽4的的截面形状为三角形、矩形或圆弧形。这样可以进一步提高减阻效果。

优选的实施方式是所述流向微槽4的高度为轮毂通道2边界层内粘性底层高度的0.5～2倍。可确保减阻效果，也进一步降低加工难度。