[发明专利]一种带有倒角结构的叶轮

说明书

本发明涉及一种带有倒角结构的叶轮，包括叶片和轮毂，叶片和轮毂之间有倒角结构，倒角半径沿中弧线变化，叶背前缘倒角半径为δ_BL和叶盆前缘倒角半径为δ_PL取值为前缘内切圆半径的10％到30％。叶背最大倒角半径δ_Bmax和叶盆最大倒角半径δ_Pmax取值为叶片最大内切圆半径的30％到50％。叶背尾缘倒角半径为δ_BT和叶盆尾缘倒角半径为δ_PT取值为尾缘内切圆半径的10％到30％。将6个位置的倒角半径通过给定曲线进行光滑连接得到一种带有倒角结构的叶轮机械。本发明的叶轮机械带有的特殊倒角结构削弱了前缘马蹄涡的强度；增加了吸力面低压区的面积，延迟了通道涡的形成和发展；削弱了通道涡和壁角涡的掺混，可以明显改善角区流动，降低流动损失。

技术领域

本发明涉及一种燃气涡轮发动机叶轮，特别是一种带有倒角结构的叶轮。

背景技术

随着叶轮机械相关技术的发展，叶片与端壁交汇区的流动越来越值得关注，该处的流动通常会导致角区分离，引起性能恶化。在叶根处加上叶根倒角是最常规的处理方式。但常规叶根倒角的存在主要是出于避免应力集中等结构工艺方面的考量，其倒角半径一般沿流程不变。

近年来，针对叶片与端壁交汇区造型的处理出现了一种新的技术，即叶身端壁融合技术。但其造型过程中参考的附面层厚度并不准确，而且严重依赖来流状态，其沿流程取的各个截面进行连接后，导致倒角半径沿流程的变化并不光滑。中弧线是叶片设计的重要基准之一，也是截面线离散的依据，对叶片造型的质量具有十分重要的影响。中弧线的微小误差都可能导致最后的叶片型面不光顺，以中弧线为参考进行倒角结构的设计，沿流程合理布置倒角半径，使倒角半径分布更加光顺，可以提高发动机叶片的气动性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种能够更好的组织角区流动，削弱或消除角区分离，带有依据叶型中弧线设计的、倒角结构具有变化半径的叶轮。

本发明实现方式如下：

一种带有倒角结构的叶轮，包括叶片和轮毂，叶片和轮毂之间有倒角结构，叶片的叶背侧倒角半径的变化曲线满足：

其中：

δ_B(0)＝δ_BL δ_B(1)＝δ_BT δ_B(u_Bmax)＝δ_Bmax

叶盆侧倒角半径的变化曲线满足：

其中：

δ_P(0)＝δ_PL δ_P(1)＝δ_PT δ_p(u_Pmax)＝δ_Pmax

其中，叶背前缘倒角半径δ_BL和叶盆前缘倒角半径δ_PL取值均为前缘内切圆半径R_L的10％到30％；叶背最大倒角半径δ_Bmax和叶盆最大倒角半径δ_Pmax取值均为最大内切圆半径R_max的30％到50％；叶背尾缘倒角半径δ_BT和叶盆尾缘倒角半径δ_PT取值均为尾缘内切圆半径R_T的10％到30％；u为任意位置所处弧长百分比的相对位置，取值范围为0到1，u_Bmax和u_Pmax为叶背最大倒角半径点和叶盆最大倒角半径点处的弧长百分比。