一種具有葉尖壓力面尾緣切除結構的渦輪葉片的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種適用于航空發動機的新型渦輪葉片，該新型結構是將渦輪葉片的葉尖壓力面尾緣進行切除，其特征在于：葉尖壓力面尾緣端部切除展向從葉片尾緣面開始，延伸至距離葉片尾緣面為葉片弦長的1/4處，葉高方向上從葉頂端面延伸至與葉端凹槽面共面，尾緣切除形成的銳邊以圓弧過渡。該新型葉片結構加工簡單，可有效減小葉尖泄露損失，改善氣動性能，提高葉片效率。
【專利說明】一種具有葉尖壓力面尾緣切除結構的渦輪葉片
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種適用于航空發動機的具有葉尖壓力面尾緣切除結構的渦輪葉片，該種結構的葉片能可有效提聞航空發動機的效率。
【背景技術】
[0002]渦輪葉片是燃氣渦輪發動機的重要部件，渦輪效率的高低在很大程度上體現著該發動機的性能水平。現有的渦輪葉片包括葉片本體，葉片本體具有內部冷卻通道，在工作中，燃氣渦輪葉片的葉頂頂板和機匣封嚴結構配合，兩者之間的間隙引起的高溫燃氣泄露是渦輪效率損失的主要因素之一，這是由于渦輪葉片工作的高溫、高壓和高轉速的惡劣環境，導致渦輪盤、葉片和機匣由于離心力、熱應力等產生的形變難以實現各工況下的最佳配合設計，渦輪葉片和封嚴結構之間總是存在一定的間隙，而這個間隙會導致高溫燃氣的泄露，造成渦輪的效率損失。因此，如何最大限度地降低渦輪葉尖的泄露損失是渦輪機設計的焦點之一。本發明在原有渦輪葉片的基礎上，在葉尖壓力面尾緣端部進行部分切除，加工簡單，可有效減小葉尖泄露損失，改善氣動性能，提高葉片效率。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于進一步改善葉片的氣動性能，提高葉片的效率。該種適用于燃氣渦輪發動機的高效葉片包括葉片本體，葉片壓力面(1)，葉片尾緣面(2)及葉頂端面(3)。葉尖壓力面尾緣端部切除展向從葉片尾緣面(2)開始，延伸至距離葉片尾緣面(2)為葉片弦長的1/4處，葉高方向上從葉頂端面(3)延伸至與葉端凹槽面(4)共面；尾緣切除形成的銳邊以圓弧過渡。
[0004]本發明的優點在于:(1)該葉片只在原有葉片本體上進行葉尖壓力面尾緣端部部分切除，加工簡單，便于實際應用；(2)該種結構上的改進，加大了壓力面主流速度，使壓力面壓力減小，減小了壓力面與吸力面的壓差，從而大大減少葉尖的間隙泄露損失，改善氣動性能，提高葉片效率；(3)該發明中能大大削弱葉片出口漩潤，減小二次流損失，提高了葉片效率；(4)對壓力面尾緣進行部分切除減小了葉片尾緣厚度，減小葉片尾跡損失；(5)主流燃氣經過葉尖尾緣時加速，邊界層變薄，減小了邊界層內的摩擦損失。從本發明的諸多特點可以看出該種結構的葉片是一種實用且能大大提高葉片效率的高效葉片。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0005]圖1本發明的整體結構示意圖
[0006]圖中:1.葉片壓力面2.葉片尾緣邊3.葉頂端面4.葉端凹槽面【具體實施方式】
[0007]下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。
[0008]參照圖1所示，本發明是一種適用于燃氣渦輪發動機的高效渦輪葉片。該高效渦輪葉片區別于常規渦輪葉片的主要特征是對葉片葉尖壓力面尾緣端部進行了部分切除。其特征在于:葉尖壓力面尾緣端部切除展向從葉片尾緣面(2)開始，延伸至距離葉片尾緣面
(2)為葉片弦長的1/4處，葉高方向上從葉頂端面(3)延伸至與葉端凹槽面(4)共面；尾緣切除形成的銳邊以圓弧過渡。
[0009]高溫主流氣體沿葉片壓力面(I)向葉片尾緣流動，由于對葉尖壓力面尾緣進行部分切除，主流氣體在經過該處時速度變大，根據伯努利原理，氣流壓力降低，與葉片吸力面壓差減小，在葉片與環壁的幾何間隙一定的情況下，間隙流減弱，從間隙流過的燃氣量減少，從而減少了葉尖間隙泄露損失，改善了氣動性能，提高了葉片效率；對葉尖尾緣進行部分切除，對葉片結構進行改進，能有效削弱通道內的漩渦，減小二次流損失；對葉尖尾緣進行部分切除減小了尾緣部分厚度，在一定程度上減小了葉片的尾跡損失，提高葉片效率；該結構上的改進使主流加速，邊界層厚度變薄，減小了邊界層內的摩擦損失。
【權利要求】
1.一種適用于航空發動機的新型渦輪葉片，該新型結構是將渦輪葉片的葉尖壓力面尾緣進行切除，其特征在于:葉尖壓力面尾緣端部切除展向從葉片尾緣面(2)開始，延伸至距離葉片尾緣面(2)為葉片弦長的1/4處，葉高方向上從葉頂端面(3)延伸至與葉端凹槽面(4)共面，尾緣切除形成的銳邊以圓弧過渡。
【文檔編號】F01D5/14GK103806950SQ201410026120
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月20日 優先權日:2014年1月20日
【發明者】陶智, 郭文, 吳宏, 李育隆, 蘇云亮, 呼艷麗, 潘炳華 申請人:北京航空航天大學, 中國燃氣渦輪研究院