一種帶有抽吸擋板結構的壓氣機平面葉柵實驗系統的制作方法

本發明涉及一種帶有抽吸擋板結構的壓氣機平面葉柵實驗系統。

背景技術：

燃氣輪機作為一種先進的動力裝置以其卓越的性能在航空、艦船、發電、石油化工、天然氣輸送及鐵路運輸等部門得到廣泛應用。軸流式壓氣機是燃氣輪機的核心部件，其功能是將氣體壓縮到特定的壓力，其在不同工況下的工作性能對整機性能有著直接影響。隨著航空推進理論的發展，高性能、高推重比渦輪噴氣發動機對壓氣機葉片的性能提出了越來越高的要求。

在對于壓氣機葉片性能的基礎研究中，除了理論研究以外，平面葉柵風洞實驗研究占據了極為重要的地位。通過平面葉柵風洞實驗，可以對葉柵葉型的性能取得深入的認識，了解各種葉型在不同速度、攻角下的氣動性能，并為新葉型的設計積累大量技術資料，對于壓氣機和渦輪性能的提高來說具有重大的意義。

因此，平面葉柵風洞的建設和使用成為各航空科研機構進行葉型研究的必要手段，其優點是設備操作簡單，實驗研究成本較低，但由于風洞來流附面層的影響容易造成葉柵進口來流不均勻和葉柵周期性較差，實驗結果直接應用價值不高。

技術實現要素：

根據上述提出的技術問題，而提供一種帶有抽吸擋板結構的壓氣機平面葉柵實驗系統。本發明主要利用抽吸裝置和平面葉柵實驗裝置相配合，在實驗過程中，通過調節上擋板和下擋板使葉柵具有較好的周期性，通過左右端板抽吸孔對來流附面層進行抽吸，減小附面層影響區域，均勻來流，從而解決了在實驗來流附面層較厚情況下保證葉柵進口氣流均勻性的問題，具有實驗難度小、成本低、操作簡單的優點。

本發明采用的技術手段如下：

一種帶有抽吸擋板結構的壓氣機平面葉柵實驗系統，包括抽吸裝置和平面葉柵實驗裝置；其特征在于：

所述平面葉柵實驗裝置包括左端板、右端板、置于所述左端板和所述右端板之間的上擋板、多個間隔分布的實驗葉片和下擋板；

所述上擋板的一端上部通過設置在上擋板位置固定孔內的上擋板固定軸固定在所述左端板的一側端部，所述上擋板固定軸可在所述上擋板位置固定孔內調節所述上擋板的固定位置；所述上擋板的中部通過設置在上擋板滑槽內的上擋板旋轉軸固定，所述上擋板旋轉軸可在所述上擋板滑槽內滑動；所述上擋板的一端下部通過同樣的固定方式固定在所述右端板同側的端部及中部；

所述下擋板的一端上部通過設置在下擋板位置固定孔內的下擋板固定軸固定在所述左端板的一側端部，所述下擋板固定軸可在所述下擋板位置固定孔內調節所述下擋板的固定位置；所述下擋板的中部通過下擋板旋轉軸固定；所述下擋板的一端下部通過同樣的固定方式固定在所述右端板同側的端部及中部；

所述右端板上設置所述實驗葉片的兩側設有前緣壁面靜壓孔和尾緣壁面靜壓孔；

左端板抽吸孔設置在所述左端板未固定所述上、下擋板的一端；右端板抽吸孔設置在所述右端板未固定所述上、下擋板的一端，與所述左端板抽吸孔位置相對應；所述左端板和所述右端板之間還設有三孔探針。

進一步地，所述抽吸裝置包括依次通過管路串連在一起的水循環式真空泵氣源、穩壓箱、節流閥、流量計和分流箱，所述分流箱通過聯管與所述流量計相連，進一步穩定壓力后通過多根管路將所述分流箱上的分流孔分別與所述平面葉柵實驗裝置上的左抽吸孔和右抽吸孔連接。

進一步地，所述上擋板包括上擋板上部和上擋板下部，所述上擋板下部上設有上擋板抽吸孔，所述上擋板上部和所述上擋板下部通過鉸鏈連接，兩部分可繞著所述上檔板旋轉軸旋轉。

進一步地，所述下擋板包括下檔板上部和下擋板下部，所述下檔板上部和所述下擋板下部通過鉸鏈連接，兩部分可繞所述下檔板旋轉軸旋轉。

進一步地，所述壓氣機平面葉柵實驗系統還包括數據采集裝置，所述的數據采集裝置與所述三孔探針、所述前緣壁面靜壓孔和所述尾緣壁面靜壓孔連接。

本發明具有以下優點：

本發明通過構建帶抽吸擋板的壓氣機平面葉柵實驗系統，改善平面葉柵內部流動，可以以較低的成本和簡單的操作提高平面葉柵的周期性和改善葉柵進口氣流均勻性。通過調節上下擋板的相對位置，可以控制平面葉柵的上下端氣流的堵塞和失速情況。通過控制抽吸裝置的真空泵的真空度保證了抽吸流量，葉片前緣抽吸除低能流體團，減小附面層厚度，進而減弱了附面層的影響范圍，使葉柵進氣均勻，上擋板側抽吸吸除上擋板和葉片之間的低能流體團，保證流道通暢，從而減小端壁影響范圍進而提高平面葉柵的周期性。本發明具有實驗難度小、成本低、操作簡單、易于實現對葉片通道內部流場詳細測量等優點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖做以簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的平面葉柵試驗裝置的結構示意圖。

圖3為本發明的分流箱的結構示意圖。

圖4為本發明的上、下擋板的結構示意圖。

圖中：1、水循環式真空泵氣源；2、穩壓箱；3、節流閥；4、流量計；5、分流箱；5-1、分流孔；5-2、聯管；6、平面葉柵實驗裝置；7、上擋板；7-1、上擋板上部；7-2、上擋板下部；7-3、上擋板抽吸孔；8、上擋板固定軸；9、上擋板位置固定孔；10、上檔板旋轉軸；11、上擋板滑槽；12、左端板；13、右端板；14、下擋板；14-1、下檔板上部；14-2、下擋板下部；15、下擋板固定軸；16、下擋板位置固定孔；17、下擋板旋轉軸；18、左端板抽吸孔；19、三孔探針；20、前緣壁面靜壓孔；21、右端板抽吸孔；22、尾緣壁面靜壓孔。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1所示，一種帶有抽吸擋板結構的壓氣機平面葉柵實驗系統，包括抽吸裝置和平面葉柵實驗裝置6；所述抽吸裝置包括依次通過管路串連在一起的水循環式真空泵氣源1、穩壓箱2、節流閥3、流量計4和分流箱5，水循環式真空泵氣源1用于提供背壓，穩壓箱2使壓力保持穩定，保證了不同抽吸位置處壓力相等且均勻，節流閥3和流量計4用于調節和計量抽吸流量，所述分流箱5(如圖3所示)通過聯管5-2與所述流量計4相連，進一步穩定壓力后通過多根管路將所述分流箱5上的分流孔5-1分別與所述平面葉柵實驗裝置6上的左抽吸孔18和右抽吸孔21連接。

如圖2所示，所述平面葉柵實驗裝置6包括左端板12、右端板13、置于所述左端板12和所述右端板13之間的上擋板7、多個間隔分布的實驗葉片和下擋板14；

所述上擋板7包括上擋板上部7-1和上擋板下部7-2，所述上擋板下部7-2上設有上擋板抽吸孔7-3，所述上擋板上部7-1和所述上擋板下部7-2通過鉸鏈連接，兩部分可繞著所述上檔板旋轉軸10旋轉。所述上擋板7的上擋板上部7-1一端上部通過設置在上擋板位置固定孔9內的上擋板固定軸8固定在所述左端板12的一側端部，所述上擋板固定軸8可在所述上擋板位置固定孔9內調節所述上擋板7的固定位置；所述上擋板7的中部鉸接的位置通過設置在上擋板滑槽11內的上擋板旋轉軸10固定，所述上擋板旋轉軸10可在所述上擋板滑槽11內滑動，并通過螺母固定；所述上擋板7的一端下部通過同樣的固定方式固定在所述右端板13同側的端部及中部；

所述下擋板14包括下檔板上部14-1和下擋板下部14-2，所述下檔板上部14-1和所述下擋板下部14-2通過鉸鏈連接，兩部分可繞所述下檔板旋轉軸17旋轉。所述下擋板14的下檔板上部14-1一端上部通過設置在下擋板位置固定孔16內的下擋板固定軸15固定在所述左端板12的一側端部，所述下擋板固定軸15可在所述下擋板位置固定孔16內調節所述下擋板14的固定位置；所述下擋板14的中部鉸接的位置通過下擋板旋轉軸17固定，下擋板下部14-2與風洞下端板接觸，通過上下擋板位置的變換進而改變葉柵出口氣流的流動狀態；所述下擋板14的一端下部通過同樣的固定方式固定在所述右端板13同側的端部及中部；

如圖4所示，所述右端板13上設置所述實驗葉片的兩側設有前緣壁面靜壓孔20和尾緣壁面靜壓孔22；左端板抽吸孔18設置在所述左端板12未固定所述上、下擋板的一端；右端板抽吸孔21設置在所述右端板13未固定所述上、下擋板的一端，與所述左端板抽吸孔18位置相對應；所述左端板12和所述右端板13之間還設有三孔探針19。

所述壓氣機平面葉柵實驗系統還包括數據采集裝置，所述的數據采集裝置與所述三孔探針19、所述前緣壁面靜壓孔20和所述尾緣壁面靜壓孔22連接，感知的壓力信號通過氣動軟管傳遞到壓力掃描模塊進行數據采集，經過A/D轉換后，輸出數字信號到遠程計算機，完成氣動參數測量。

較現有技術相比，本發明的平面葉柵實驗裝置的上擋板7和下擋板14通過固定軸連接在左、右端板之間，上擋板7開設抽吸孔，左、右端板上開設左端板抽吸孔18和右端板抽吸孔21，抽吸孔通過管路與真空泵連接，三孔探針19設置在左、右端板之間。在實驗過程中，通過調節上擋板7和下擋板14使葉柵具有較好的周期性，通過左、右端板抽吸孔對來流附面層進行抽吸，減小附面層影響區域，均勻來流。本發明是探索提高壓氣機性能的有效途徑，減小了來流附面層的影響，同時提高了平面葉柵的周期性，有效解決現有實驗風洞來流附面層較厚導致的平面葉柵周期性差和進口氣流不均勻的問題。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。