[发明专利]一种组合抽吸式平面叶栅实验装置

说明书

本发明一种组合抽吸式平面叶栅实验装置包括第一栅板、第二栅板、第一抽吸罩、第二抽吸罩、非抽吸叶片、抽吸叶片、栅板棒、吸力面抽吸棒和端壁抽吸棒；第一抽吸罩和第二抽吸罩为镜像对称设置的两个板状结构，分别固定于所述第一栅板和第二栅板的外端面的中心位置；第一抽吸罩和第一栅板之间、第二抽吸罩和第二栅板之间形成多个端壁抽吸腔和多个吸力面抽吸腔，分别通过安装外端的所述端壁抽吸棒和吸力面抽吸棒导出附面层低能流体。克服了现有技术中不能同时进行端壁抽吸和吸力面抽吸的困难，并且实现了能够独立控制端壁和叶片吸力面抽吸流量的目的，满足不同工况下两个抽吸槽的流量匹配的实验需求。同时能够充分完全的抽吸端壁附面层低能流体。

技术领域

本发明属于航空发动机高负荷压气机叶栅气动实验领域，具体涉及一种组合抽吸式平面叶栅实验装置。

背景技术

附面层抽吸技术是一种通过吸除叶栅通道内部关键位置的低能流体，减少或吸除边界层流动分离的方法，可使压气机单级的压比和效率增加，并使得压气机在叶片负载大、逆压梯度强的条件下还能够维持高工作效率及稳定工作状态，在发动机流动分离控制方面已经取得了较为普遍的研究与运用。然而随着压气机负荷的提升，叶栅通道内的流动分离情况变得恶化，不仅仅会产生吸力面附面层的分离，三维角区分离所引起的大回流区的影响也不容忽视，并且这些大回流区内所包含的低能、低速流体是压气机内部损失和堵塞的主要来源，其形成和发展往往受到叶栅通道内多种二次流动的影响包括马蹄涡，通道涡，脱落涡等比较复杂的流动结构。因此，需要设计一种同时消除叶片吸力面及端壁附面层分离的主动控制方法。

自从Kerrebrock提出吸附式压气机概念之后，在压气机内部采用抽吸的方法来控制压气机内部分离流动成为一个重要的研究方向。在压气机叶栅实验装置设计方面，也有许多国内外研究学者做了相关的工作。发明专利CN 101050771A介绍了一种利用抽吸提高压气机叶栅负荷的方法，该方法通过将叶片吸力面型面削薄一层来，并在叶背吸力峰位置布置吸气截面来控制叶片表面的附面层分离，从而提高叶片负荷减小损失，但是该方法在一定程度上改变了原始叶片的吸力面型线，使得流场发生改变；发明专利CN 101059131A设计了一种吹气或吸气式压气机叶栅实验装置，该实验装置由端板、实心叶片、空心叶片、吸气接口等装置组成，但是该实验装置只能对叶片吸力面附面层分离进行控制，不能同时控制端壁附面层发展及叶栅角区分离；哈尔滨工业大学的郭爽、陈绍文、宋彦萍、陈浮、王仲奇和大连海事大学的陆华伟等在论文《组合抽吸对大转角扩压叶栅性能的影响》中通过实验研究了低速条件下在端壁及吸力面同时进行附面层吸除对某大转角扩压叶栅性能的影响，同时简要介绍了叶栅附面层的抽吸结构，但并未给出叶片吸力面和端壁组合抽吸的叶栅结构示意图。

实用新型专利CN202140297U公开了一种组合抽吸式压气机叶栅实验装置，通过在叶片吸力面与端壁分别开槽并将两者的抽吸气流集中在抽吸罩内实现对叶片吸力面及端壁附面层的同时控制，实现独立控制吸力面抽吸气流及端壁气流的目的，此方案中用于抽吸叶片的各个安装槽的尾缘处贯通所在栅板，形成了抽吸叶片气体抽吸缝，由于只在尾缘处贯通，所以对于抽吸叶片根部其他未贯通部分的气流抽吸不完全，任然会形成二次流动，不能达到高效的实验目的。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明在仅增加一层抽吸罩并且不改变原始叶片型线的基础上提出了一种组合抽吸式平面叶栅实验装置，改善现有技术中不能同时对吸力面附面层及端壁附面层进行充分抽吸的问题，同时改善实验装置安装过程繁琐的问题。

本发明的技术方案是：一种组合抽吸式平面叶栅实验装置，其特征在于：包括第一栅板、第二栅板、第一抽吸罩、第二抽吸罩、四片非抽吸叶片、四片抽吸叶片、两根栅板棒、多个吸力面抽吸棒、多个端壁抽吸棒；