[发明专利]粒子分离器的加工方法、粒子分离器及航空涡轴发动机

说明书

本公开涉及一种粒子分离器的加工方法、粒子分离器及航空涡轴发动机，涉及航空发动机技术领域。该加工方法包括：提供一待加工的粒子分离器；对粒子分离器的流道内部进行气动速度仿真分析，并根据气体流速将流道内部划分为多个流速区域；根据各个流速区域的气体流速，确定每个流速区域的目标粗糙度；任意两个气体流速不同的流速区域中，气体流速高的流速区域的目标粗糙度不大于气体流速低的流速区域的目标粗糙度；对粒子分离器的各个流速区域的粗糙度加工为对应的目标粗糙度。一方面降低了气动总压损失，同时保证了沙尘分离的效率不变；另一方面，对不同区域进行表面粗糙度不同程度的优化，可有效提高加工效率和经济性。

技术领域

本公开涉及航空发动机技术领域，具体而言，涉及一种粒子分离器的加工方法、粒子分离器及航空涡轴发动机。

背景技术

涡轴发动机进口前一般都设有粒子分离器，其主要功能是进气并清除进入发动机进气道的外物，例如砂尘、树叶和飞鸟等，以防止外物进入发动机内部，损坏并影响发动机稳定工作。粒子分离器的气动流路由进口流道及叶片、主流道及叶片和清除流道及叶片组成。它的分离原理是通过合适的流道型面或叶栅建立惯性力场，以达到分离外物的目的。

相关研究表明，粒子分离器总压损失降低1％，可使发动机最大连续功率提高1.5～2％，反之亦然。由此可见，降低粒子分离器总压损失使之满足指标要求，对保证整机性能具有重要意义。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种粒子分离器的加工方法、粒子分离器及航空涡轴发动机，以降低粒子分离器总压损失，提高涡轴发动机整机性能。

根据本公开的一个方面，提供一种粒子分离器的加工方法，包括：

提供一待加工的粒子分离器；

对所述粒子分离器的流道内部进行气动速度仿真分析，并根据气体流速将所述流道内部划分为多个流速区域；

根据各个所述流速区域的气体流速，确定每个所述流速区域的目标粗糙度；任意两个气体流速不同的流速区域中，所述气体流速高的所述流速区域的目标粗糙度不大于所述气体流速低的所述流速区域的目标粗糙度；

对所述粒子分离器的各个流速区域的粗糙度加工为对应的目标粗糙度。

在本公开的一种示例性实施例中，所述对所述粒子分离器的流道内部进行气动速度仿真分析，并根据气体流速将所述流道内部划分为多个流速区域包括：

对所述粒子分离器的流道内部进行气动速度仿真分析，以获得所述流道内部的马赫数分布结果；

根据所述马赫数分布结果对所述流道内部进行区域划分，以确定多个流速区域。

在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述马赫数分布结果对所述流道内部进行区域划分，以确定多个流速区域包括：

将所述流道内部的所述马赫数数值相当的部分划分为一个区域，以确定第一流速区域、第二流速区域以及第三流速区域；其中，所述第一流速区域的平均马赫数数值高于所述第二流速区域的平均马赫数数值，且所述第二流速区域的平均马赫数数值高于所述第三流速区域的平均马赫数数值。

在本公开的一种示例性实施例中，所述对所述粒子分离器的各个流速区域的粗糙度加工为对应的目标粗糙度包括：

调整所述第一流速区域的粗糙度至第一预设范围；

调整所述第二流速区域的粗糙度至第二预设范围；

调整所述第三流速区域的粗糙度至第三预设范围；