专利名称：吹气或吸气式压气机叶栅实验系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测试压气机叶栅的实验系统。
背景技术：
轴流式压气机是燃气轮机的重要组成部分，可将气体压缩到特定的压力，广泛应用于航空、地面、舰船和飞航导弹等领域，是重要的动力系统。叶片是压气机的主要部件，气体流过叶片组成的流道时受到叶片对其的作用力并获得机械能。现代燃气轮机对其主要部件——压气机的负荷水平提出了很高的要求，而叶片负荷的大幅度增加将使得叶栅(两个或两个以上的叶片称为叶栅)中横向压力梯度和二次流动加强，附面层增厚并产生大尺度非定常流动分离，叶栅损失迅速增大，压气机失速裕度和效率急剧下降。由于压气机叶片设计属于高科技范畴，虽然有理论计算方法，但主要还是依靠各种试验才能获得理想结果，尤其是对于采用吹气/吸气技术的新型压气机而言更是如此。从深入了解吹气/吸气压气机叶栅中流动的物理过程，验证理论分析方法的适用性等角度出发，实验研究工作都是十分基本和必要的。
发明内容
本发明为了解决现有的压气机叶栅试验装置无法测试吹气或吸气式压气机叶栅内部流动的问题，进而提供了一种吹气或吸气式压气机叶栅实验系统。
本发明的技术方案是吹气或吸气式压气机叶栅实验系统包括吹气/吸气装置和平面叶栅实验装置，所述的吹气/吸气装置和平面叶栅实验装置连通，所述的平面叶栅实验装置由上端板、下端板、实心叶片、空心叶片、上吹气/吸气接口、下吹气/吸气接口、探针组成，所述的上端板和下端板之间左右的两端部至少各设有一个实心叶片，所述的实心叶片里侧的上端板和下端板之间至少设有三个空心叶片；所述的上吹气/吸气接口分别设置在各个空心叶片的上端横截面上，所述的上吹气/吸气接口还穿过上端板并与上端板连接；所述的下吹气/吸气接口分别设置在各个空心叶片的下端横截面上，所述的下吹气/吸气接口还穿过下端板并与下端板分别连接，所述的探针设置在上端板和下端板之间。
本发明具有以下有益效果本发明提出了一种用于研究叶片或端壁表面吹气/吸气、改善压气机叶片栅内部流动的实验系统，可作为详细分析这种叶栅内三维流场结构及气动性能的简化模型，探索提高这种压气机性能的途径。通过调节吹气/吸气装置的压力源压力保证研究所需的不同的吹气或吸气流量，进而详细分析吹除或吸除低能流体使压气机叶栅内部气流不发生分离或推迟分离发生机理。在压气机叶栅中可能发生流动分离的区域开设吹气/吸气槽道，吹除或吸除低能流体可使气流不发生分离或推迟分离发生，大幅度提高叶片负荷。本发明还具有实验成本低廉、易于实现对叶片通道内部流场详细测量等优点。
图1为本发明整体结构示意图，图2为平面叶栅实验装置的结构示意图，图3为本发明的实验系统应用的框图。
具体实施例方式
具体实施方式
一如图1、图2所示，本实施方式的吹气或吸气式压气机叶栅实验系统由吹气/吸气装置13和平面叶栅实验装置6组成，所述的吹气/吸气装置13和平面叶栅实验装置6连通，所述的平面叶栅实验装置6由上端板7、下端板8、实心叶片9、空心叶片10、上吹气/吸气接口11-1、下吹气/吸气接口11-2、探针12组成，所述的上端板7和下端板8之间左右的两端部至少各设有一个实心叶片9，所述的实心叶片9里侧的上端板7和下端板8之间至少设有三个空心叶片10；所述的上吹气/吸气接口11-1分别设置在各个空心叶片10的上端横截面上，所述的上吹气/吸气接口11-1还穿过上端板7并与上端板7连接；所述的下吹气/吸气接口11-2分别设置在各个空心叶片10的下端横截面上，所述的下吹气/吸气接口11-2还穿过下端板8并与下端板8分别连接，所述的探针12设置在上端板7和下端板8之间。
具体实施方式
二如图1所示，本实施方式所述的吹气/吸气装置13由吹气/吸气压力源1、一次稳压箱2、流量计量装置3、调节阀4和二次稳压箱5组成，所述的吹气/吸气压力源1、二次稳压箱2、流量计量装置3、调节阀4和二次稳压箱5从左至右依次设置并串联在一起，二次稳压箱5和平面叶栅实验装置6连接。一次稳压箱2和二次稳压箱5使压力稳定，保证了吹气/吸气叶片空腔内部的压力相等且均匀，调节阀4及流量计量装置3用于调节和准确计量吹气/吸气流量，吹气/吸气压力源1用于提供背压，当吹气时，吹气/吸气压力源1为压缩机，当吸气时，吹气/吸气压力源1为真空泵。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。压缩机选用沈阳空气压缩机制造厂生产的型号为W-3/7的压缩机；真空泵选用珠海市科亚贸易有限公司生产的SK-3水环式真空泵；流量计量装置选用天津市迅尔仪表科技有限公司生产的LWQ-100气体涡轮流量计，所述的稳压箱为现有技术。
具体实施方式
三如图2所示，本实施方式所述的空心叶片(10)的吸力面上设有吹气/吸气槽14。相邻叶片组成的通道内的流动具有周期性，只需测量叶栅中间一个通道内部的流动即可，因此只有中间的三个叶片设有吹气/吸气槽道，其它叶片就无需特殊加工，降低了实验成本。当压力源的压力高于叶片或端壁表面开设吹气/吸气槽道位置处的压力时即为吹除低能流体，反之则为吸除低能流体。其它组成和连接关系与具体实施方式
一或三相同。
具体实施方式
四如图1所示，本实施方式还包括数据采集装置15，所述的数据采集装置15一端与探针12连接，另一端与计算机连接。采用这样的结构，便于处理实验信息。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。数据采集装置中的压力变送器是英国Hinchest公司生产的PM10-1-2-S-O型微压力变送器，其它为现有技术。
具体实施方式
五如图3所示，本实施方式是本发明应用到实际中的一个实施例，调压装置将压力传递到压力源压力，经调节装置、流量计量装置、稳压后将压力传递到吹气/吸气式压气机叶栅实验台上；吹气/吸气式压气机叶栅实验台将压力通过探针压力、端壁/型面压力将压力传递到压力传感器上、压力传感器通过信号放大器和A/D板将信息输入计算机；计算机将信息反馈到数字量输出板上，数字量输出板通过驱动电源、步进电机、气动探针将压力信息传递给吹气/吸气式压气机叶栅实验台。
权利要求
1.一种吹气或吸气式压气机叶栅实验系统，它包括吹气/吸气装置(13)和平面叶栅实验装置(6)，所述的吹气/吸气装置(13)和平面叶栅实验装置(6)连通，其特征在于所述的平面叶栅实验装置(6)由上端板(7)、下端板(8)、实心叶片(9)、空心叶片(10)、上吹气/吸气接口(11-1)、下吹气/吸气接口(11-2)、探针(12)组成，所述的上端板(7)和下端板(8)之间左右的两端部至少各设有一个实心叶片(9)，所述的实心叶片(9)里侧的上端板(7)和下端板(8)之间至少设有三个空心叶片(10)；所述的上吹气/吸气接口(11-1)分别设置在各个空心叶片(10)的上端横截面上，所述的上吹气/吸气接口(11-1)还穿过上端板(7)并与上端板(7)连接；所述的下吹气/吸气接口(11-2)分别设置在各个空心叶片(10)的下端横截面上，所述的下吹气/吸气接口(11-2)还穿过下端板(8)并与下端板(8)分别连接，所述的探针(12)设置在上端板(7)和下端板(8)之间。
2.根据权得要求1所述的吹气或吸气式压气机叶栅实验系统，其特征在于所述的吹气/吸气装置(13)由吹气/吸气压力源(1)、一次稳压箱(2)、流量计量装置(3)、调节阀(4)和二次稳压箱(5)组成，所述的吹气/吸气压力源(1)、二次稳压箱(2)、流量计量装置(3)、调节阀(4)和二次稳压箱(5)从左至右依次设置并串联在一起，二次稳压箱(5)和平面叶栅实验装置(6)连接。
3.根据权得要求1或3所述的吹气或吸气式压气机叶栅实验系统，其特征在于所述的空心叶片(10)的吸力面上设有吹气/吸气槽(14)。
4.根据权得要求1所述的吹气或吸气式压气机叶栅实验系统，其特征在于它还包括数据采集装置(15)，所述的数据采集装置(15)与探针(12)连接。
全文摘要
吹气或吸气式压气机叶栅实验系统，它涉及一种测试压气机叶栅的实验装置。本发明解决了现有的试验装置无法测试吹气或吸气式压气机叶栅内部流动的问题。所述的上端板(7)和下端板(8)之间左右的两端部至少各设有一个实心叶片(9)，所述的实心叶片(9)里侧的上端板(7)和下端板(8)之间至少设有三个空心叶片(10)，所述的上吹气/吸气接口(11－1)分别设置在各个空心叶片(10)的上端横截面上，所述的下吹气/吸气接口(11－2)分别设置在各个空心叶片(10)的下端横截面上，所述的探针(12)设置在上端板(7)和下端板(8)之间。本发明可作为详细分析压力机叶栅内三维流场结构及气动性能的简化模型，是探索提高压气机性能的有效途径。
文档编号F04B51/00GK101059131SQ200710072259
公开日2007年10月24日 申请日期2007年5月25日 优先权日2007年5月25日
发明者陈浮, 宋彦萍, 陈绍文, 陆华伟 申请人:哈尔滨工业大学