[0037]当探针测得的出口导叶前缘出现大的正冲角时，则出口导叶的进口段的安装角必须往远离轴向方向开大，以减小在前缘处的正冲角，防止发生流动分离甚至失速。根据探针测得压力信号，数据采集和处理中心向出口导叶伺服器发出调节指令，出口导叶的调节机构根据指令步进增加出口导叶的安装角。在调整完成以后，根据调整后的探针测得的进口导叶冲角值，如在阈值以内，则停止向伺服调节器发出调节指令，出口导叶的安装角调整完成。
[0038]当探针测得的出口导叶前缘出现大的负冲角时，则出口导叶的进口段的安装角必须往靠近轴向方向关小，以减小在前缘处的负冲角，防止发生流动堵塞。根据探针测得压力信号，数据采集和处理中心向出口导叶伺服器发出调节指令，出口导叶的调节机构根据指令步进减小出口导叶的安装角。在调整完成以后，根据调整后的探针测得的进口导叶冲角值，如在阈值以内，则停止向伺服调节器发出调节指令，出口导叶的安装角调整完成。
[0039]此外，导叶调节控制系统还包括静叶调节机构，静叶调节机构与出口导叶伺服调节器一起完成出口导叶安装角的调整。
[0040]实施例二
[0041]为了避免压气机在变工况下运行时发生失速或者堵塞，同时考虑到燃烧室以及排气扩散段对导叶出口气流角的要求，将出口设计成分段调节，前段可调，后段固定，既能保证在非设计工况下的进口冲角不会过大，又能避免出口气流角变化对排气扩散段的流动产生不利影响。
[0042]本实施例中，可变几何出口导叶包括进口可调段、出口固定段，进口可调段尾缘、与出口固定段前缘之间存在一间隙；该间隙不宜过大或过小。该间隙由两段光滑曲线组成，通过该间隙连通压力面和吸力面，利用压力面与吸力面之间的压差，将小部分气流经缝隙自凹面引入凸面，以便吹薄附面层，减小损失，增大气流转折角。
[0043]进口可调段为非对称叶型。叶型的压力面与吸力面从前缘到尾缘连续的弯曲，使得流体在叶片通道中平稳的减速扩压，在冲角较小时，流体能够较好地贴合在叶型表面，为后面固定段提供一个较好速度分布的来流。为了增加可调段的调节范围和减小对后半段气流的影响，将进口可调段的尾缘设置成光滑曲线。进口可调段的调整是有范围的。
[0044]出口固定段也为非对称叶型。为了避免进口段来流对固定段前缘造成冲击，将前缘部分设置成光滑曲线。出口段叶型的压力面与吸力面从前缘到尾缘连续的弯曲，平滑地给气流以转折，相比于进口段，出口固定段较长且较为平直。为了使得流动更好地贴合叶片表面，导叶的进口可调段与出口固定段同时设计。
[0045]可变几何出口导叶具有如下转动角度:(远离轴向为正，靠近轴向为负，参考图2与图3):
[0046]零转角(如图2与图3中的虚线):零转角对应压气机设计工况，此时出口导叶的安装角为设计工况下的角度。在设计工况下，进口段冲角较小，流体在叶型中流动平稳，不会有大的分离和堵塞，出口尾缘处也不会形成大的尾迹流，出口参数均匀。
[0047]正转角(对应控制系统中大的正冲角，如图2中的实线):当探针测得的出口导叶前缘出现大的正冲角时，则出口导叶的进口段的安装角必须往远离轴线方向开大，由于安装角的变化，冲角减小，不会在进口前缘处出现大的冲击，也不会在叶型的吸力面形成大的流动分离，流体经由进口段平稳减速扩压，在转入固定段后平滑地完成气流转折，在固定段的尾缘处不会形成大的尾迹，保证出口参数的均匀，有利于排气扩散段的流动。
[0048]负转角(对应控制系统中大的负冲角，如图3的实线):当探针测得的出口导叶前缘出现大的负冲角时，则出口导叶的进口段的安装角必须往靠近轴线方向关小，由于安装角的变化，冲角减小，不会在进口前缘处出现大的冲击，也不会在叶型通道中形成流动堵塞，流体经由进口段平稳减速扩压，在转入固定段后平滑地完成气流转折，在固定段的尾缘处不会形成大的尾迹，保证出口参数的均匀，有利于排气扩散段的流动。
[0049]综上所述，本发明提出的压气机及其可变几何出口导叶，通过调整出口导叶前部的位置，避免在变工况下运行时，由于导叶进口冲角过大，造成流动分离或者堵塞，同时由于导叶后部保持不动，导叶转动对排气扩散段与燃烧室流动影响很小。
[0050]这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
【主权项】
1.一种可变几何出口导叶，其特征在于，所述出口导叶包括进口可调段、出口固定段、进口可调段尾缘、与出口固定段前缘之间存在一间隙； 该间隙由两段光滑曲线组成，通过该间隙连通压力面和吸力面，利用压力面与吸力面之间的压差，将小部分气流经缝隙自凹面引入凸面，以便吹薄附面层，减小损失，增大气流转折角； 进口可调段为非对称叶型；进口可调段包括可调段吸力面、可调段前缘、可调段压力面、转轴、可调段尾缘；叶型的可调段压力面与可调段吸力面从可调段前缘到可调段尾缘连续的弯曲，使得流体在叶片通道中平稳的减速扩压，在冲角较小时，流体能够较好地贴合在叶型表面，为后面出口固定段提供一个较好速度分布的来流；将可调段尾缘设置成光滑曲线，增加进口可调段的调节范围和减小对后半段气流的影响； 出口固定段也为非对称叶型；出口固定段包括固定段前缘、固定段压力面、固定段吸力面；将固定段前缘设置成光滑曲线，避免进口可调段来流对固定段前缘造成冲击；出口固定段叶型的固定段压力面与固定段吸力面从固定段前缘到固定段尾缘连续的弯曲，平滑地给气流以转折，出口固定段比进口可调段长且更为平直； 在可调段尾缘处设置调节机构转轴；调节机构转轴与伺服器和传动机构连接，完成进口调节段姿态的调整。2.—种可变几何出口导叶，其特征在于，所述出口导叶包括进口可调段、出口固定段，进口可调段尾缘、与出口固定段前缘之间存在一间隙； 该间隙由两段光滑曲线组成，通过该间隙连通压力面和吸力面，利用压力面与吸力面之间的压差，将小部分气流经缝隙自凹面引入凸面，以便吹薄附面层，减小损失，增大气流转折角。3.根据权利要求2所述的可变几何出口导叶，其特征在于: 进口可调段为非对称叶型；进口可调段包括可调段吸力面、可调段前缘、可调段压力面、转轴、可调段尾缘；叶型的可调段压力面与可调段吸力面从可调段前缘到可调段尾缘连续的弯曲，使得流体在叶片通道中平稳的减速扩压，在冲角较小时，流体能够较好地贴合在叶型表面，为后面出口固定段提供一个较好速度分布的来流；将可调段尾缘设置成光滑曲线，增加进口可调段的调节范围和减小对后半段气流的影响。4.根据权利要求2所述的可变几何出口导叶，其特征在于: 出口固定段也为非对称叶型；出口固定段包括固定段前缘、固定段压力面、固定段吸力面；将固定段前缘设置成光滑曲线，避免进口可调段来流对固定段前缘造成冲击；出口固定段叶型的固定段压力面与固定段吸力面从固定段前缘到固定段尾缘连续的弯曲，平滑地给气流以转折，出口固定段比进口可调段长且更为平直。5.根据权利要求2所述的可变几何出口导叶，其特征在于: 在进口可调段尾缘处设置调节机构转轴；调节机构转轴与伺服器和传动机构连接，完成进口调节段姿态的调整。6.根据权利要求2所述的可变几何出口导叶，其特征在于: 所述的出口导叶前缘叶中部位焊有探针，探针沿周向均匀分布，探针测得的三维流场速度信息传输到信号处理中心，在信号处理中心完成信号分析后，向出口导叶调节机构发出调节指令，步进调节出口导叶安装角； 出口导叶分为可调段和固定段；导叶调节机构对出口导叶可调段安装角进行调节，调节机构转轴位于可调段尾缘附近； 进口可调段为非对称叶型，可调段压力面与可调段吸力面从可调段前缘到可调段尾缘连续的弯曲，使得流体在叶片通道中平稳的减速扩压，在冲角较小时，流体能够较好地贴合在叶型表面，为后面出口固定段提供一个较好速度分布的来流； 出口固定段也为非对称叶型出口固定段叶型的固定段压力面与固定段吸力面从固定段前缘到固定段尾缘连续的弯曲，平滑地给气流以转折，出口固定段比进口可调段长且更为平直； 进口可调段尾缘、与出口固定段前缘之间存在一间隙；该间隙由两段光滑曲线组成，通过该间隙连通压力面和吸力面，利用压力面与吸力面之间的压差，将小部分气流经缝隙自凹面引入凸面，以便吹薄附面层，减小损失，增大气流转折角。
【专利摘要】本发明揭示了一种可变几何出口导叶，所述出口导叶包括进口可调段、出口固定段，进口可调段尾缘、与出口固定段前缘之间存在一间隙；该间隙由两段光滑曲线组成，通过该间隙连通压力面和吸力面，利用压力面与吸力面之间的压差，将小部分气流经缝隙自凹面引入凸面，以便吹薄附面层，减小损失，增大气流转折角。本发明提出的压气机的可变几何出口导叶，通过调整出口导叶前部的位置，避免在变工况下运行时，由于导叶进口冲角过大，造成流动分离或者堵塞，同时由于导叶后部保持不动，导叶转动对排气扩散段与燃烧室流动影响很小。
【IPC分类】F04D29/40
【公开号】CN105715585
【申请号】CN201410742343
【发明人】徐强, 李华, 何磊
【申请人】上海电气集团股份有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2014年12月5日