[发明专利]凹槽阻流结构

说明书

本发明提供的一种凹槽阻流结构，设置在离心压气机叶轮出口和扩压器中间的过渡区间内，包括：凹槽，凹槽围绕过渡区间的中轴线周向分布；第一阻流单元，第一阻流单元设置在凹槽内，第一阻流单元围绕过渡区间的中轴线周向分布；第二阻流单元，第二阻流单元设置在凹槽内，第二阻流单元围绕过渡区间的中轴线周向分布；第一阻流单元与第二阻流单元间隔设置，第一阻流单元及第二阻流单元为锯齿结构。本发明的有益效果如下：可以防止端壁区的倒流现象，同时可以阻止上游生成的涡团向下游流动，改善该过渡区间区域和下游扩压器等部件内的流动状况，尤其是对于靠近轮盖一侧的流动改善效果最为明显，减小端壁二次流对主流的影响，提高压气机的稳定工作范围。

技术领域

本发明涉及离心压气机领域，特别是涉及一种离心压气机叶轮出口和扩压器进口中间的过渡段的凹槽阻流结构。

背景技术

离心压气机工作时，气体先后经过叶轮和扩压器。气流经过叶轮时，叶轮对气体做功，使得气体的速度、压力等都变大；在扩压器中，气体绝对速度减小，根据气体动力学的知识可知，速度减小时，气体的静压变大，即气体的一部分动能转化为压力能，从而使得气体流出叶轮以后压力进一步变大，提高整个压气机的压比。然而，在叶轮和扩压器中间还有一段过渡段，我们称之为过渡区间，它是衔接叶轮和扩压器的重要部件。

实际中气体的流动状况远远比上面描述的要复杂得多，究其原因主要有以下几点。首先，上游涡团的影响。我们期望的是气流随着叶轮的方向流动，但是实际上由于附面层随着流动逐渐发展，再加上尾迹的影响，在叶轮中存在很多大小不一的涡团，它们有的很快就消失了，有的却不会消失，对主流造成很大的影响，甚至跟随主流流向其余的部件，如扩压器、蜗壳等。其次，在叶顶一侧流动状况更加差，原因是，叶顶处存在间隙涡，甚至出现回流现象，这也都将直接影响接下来部件的工作。最后，在叶轮出口和扩压器进口的过渡段，因为气体没有了叶轮的约束，更容易产生二次流动，尤其是逆压梯度比较大时，产生回流现象，再加上来流中包含的涡团的影响，使得这个区域的流动变得异常复杂。尤其在靠近轮盖的一侧，也就是对应着叶轮中叶顶的一侧，逆压梯度加上端壁附面层的综合影响，使得其流动状况往往差强人意。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种能够减小气流在过渡区间的倒流状况，并且可以有效地防止来流中夹杂的涡团向下游发展，改善该区域、扩压器进口段及下游的流动状况，提高离心压气机的稳定工作范围的凹槽阻流结构。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种凹槽阻流结构，设置在离心压气机叶轮出口和扩压器中间的过渡区间内，包括：凹槽，所述凹槽围绕所述过渡区间的中轴线周向分布；第一阻流单元，所述第一阻流单元设置在所述凹槽内，所述第一阻流单元围绕所述过渡区间的中轴线周向分布；第二阻流单元，所述第二阻流单元设置在所述凹槽内，所述第二阻流单元围绕所述过渡区间的中轴线周向分布；其中所述第一阻流单元与所述第二阻流单元间隔设置，所述第一阻流单元及所述第二阻流单元为锯齿结构。

优选地，所述凹槽占据所述过渡区间沿来流方向0％～50％的区域。

优选地，所述凹槽的深度小于等于所述过渡区壁面厚度的50％，所述凹槽的深度为所述过渡区壁面厚度的30％。

优选地，所述凹槽的径向宽度为所述过渡区间径向长度的50％。

优选地，所述第一阻流单元与所述第二阻流单元之间的径向距离为所述凹槽的径向宽度的25％～30％。

优选地，所述第一阻流单元及所述第二阻流单元沿主流方向向后倾斜，倾斜角度为25°。

优选地，所述第一阻流单元及所述第二阻流单元在所述凹槽壁面上的径向投影长度小于等于所述凹槽径向宽度的50％，所述第一阻流单元及所述第二阻流单元在所述凹槽壁面上的径向投影长度为所述凹槽径向宽度的45％。

优选地，所述第一阻流单元及所述第二阻流单元与所述凹槽的连接处为倒角设置。