[实用新型]一种自适应主动控制的叶片

说明书

本公开提供了一种自适应主动控制的叶片，叶片包括叶片部分和控制部分，其中：叶片部分，该叶片的截面呈月牙型，所述叶片部分的流体侧由两个曲面组成，所述叶片部分内包含有喷气通道(1)，所述喷气通道(1)贯通所述叶片部分，并形成吸力面喷气缝(3)和压力面喷气缝(4)，其中，所述吸力面喷气缝(3)的出口对应于所述吸力面康达表面(10)，所述压力面喷气缝(4)的出口对应于所述压力面康达表面(11)；控制部分，包括第一压力传感器(5)、第二压力传感器(6)以及压力阀门(7)，压力阀门(7)根据第一压力传感器(5)和第二压力传感器(6)监测的压力控制喷气通道1的进气压力。

技术领域

本实用新型涉及压气机、涡轮等叶轮机械流动控制领域，尤其涉及一种自适应主动控制的叶片。

背景技术

流动分离是一种复杂的流体流动现象，普遍存在于压气机、涡轮等流体机械中，其本质源于粘性流动与非粘性流动的相互作用。流动分离导致的低能流体汇聚在叶片表面，阻碍主流流体的流动，造成流动通道的阻塞，导致流体机械性能的降低，当流动分离严重时，叶轮机械会进入旋转失速、喘振等不稳定工况，振动增加，效率急剧下降，甚至造成严重事故。因此，设法抑制叶轮机械中的流动分离具有重要意义。

在此背景下，国内外研究人员研究了多种流动控制的方法来控制叶片表面的流动分离，以提高叶轮机械效率，拓展工作范围。现有的流动控制方法主要分为两大类：主动控制和被动控制，其中，被动控制不需要外界提供能量，仅通过改变压气机、涡轮等流体机械原来的结构，或添加小结构来控制气体的流动，但是，当流动状态发生改变时，被动控制方案不一定适应该流动状态下的叶轮机械气动性能，反而有可能使性能恶化；主动控制是检测叶轮机械设备的运行状态，然后通过调节机构来控制流动分离，需要外界提供能量，但控制效果明显。近年来，主动控制技术逐渐成熟，相比于被动控制技术有更高的灵活性，受到越来越多研究者的关注。

针对叶片的表面分离现象，主动控制技术中的关于附面层喷气技术的研究较多且取得了较为理想的成果，因此，附面层喷气技术成为了提高流体机械的效率和稳定性的最具应用潜力的措施之一，而基于康达效应的康达喷气技术是附面层喷气技术的一种新的应用形式，其与常规的附面层喷气技术的区别在于该技术的应用需要在叶型尾缘构造曲率一定的康达表面。1934年罗马尼亚空气动力学家亨利·康达首先在航空飞行器实验中发现了射流流体具有绕其附近固体表面流动的趋势的特性，并将其命名为康达效应。康达效应首先在机翼上应用，通过康达效应的环量控制机翼已经成功在飞机上得到应用，如美国的YC-14和前苏联的安-72等；Clark和 Ordway首先将康达射流引入压气机中，成功推迟了高转速条件下压气机喘振和失速的发生；Fischer将康达效应应用于某四级高速轴流压气机第一级静子叶栅上，发现在设计点采用1％的喷气量时可以使静压升提高9％，当发生分离之后，采用1％的喷气量可以使气流折转角和静压升增加的同时减小总压损失；Vorreiter在静叶吸力面尾缘的射流口之后设计康达表面，分别在单列直叶栅和某四级高速压气机第一级静叶栅上进行研究，发现在非设计工况时使用0.5％的喷气量可以有效提高静压升及其他气动性能。

当叶片攻角较大时，流动分离一般存在于叶片的吸力面，而当叶片在较小攻角甚至负攻角下运行时，分离将主要存在于叶片的压力面。现有技术的分离技术多为考虑常规流动攻角下的流动分离情况，且多为在正攻角下叶片吸力面的流动分离，而叶轮机械实际运行中，运行工况的变化会导致气流攻角变化，因此现有技术不适用于叶轮机械实际运行中的所有攻角范围。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型提供了一种自适应主动控制的叶片，至少解决以上技术问题。

(二)技术方案

本实用新型提供了一种自适应主动控制的叶片，包括叶片部分和控制部分，其中：