[发明专利]一种叶顶喷气试验装置

权利要求书

1.一种叶顶喷气试验装置，其特征在于包括亚音速涡轮平面叶栅风洞，所述风洞包括风机，稳压筒，蜂窝器，收敛器，进口段，活动侧板，试验叶栅和可转动的半圆盘；气流经风机加压后进入所述稳压筒，经过蜂窝器，气流被均化、整直；然后经过收敛器，进口段和活动侧板，进入试验叶栅，所述叶栅由试验叶片组成，所述叶栅块嵌装在所述半圆盘上，当圆盘转动时可以调节叶栅入口的冲角；该试验装置还包括用于制作叶片顶部的薄片，所述薄皮与所述试验叶片固定并与其位置完全重合；所述叶片与所述半圆盘之间存在间隙高度；该试验装置还包括叶顶喷气孔，其在距所述叶片前缘一段距离的弦长范围内分布可调节；所述喷气孔在所述叶片厚度方向上的分布可调节；所述喷气孔切向喷气角度可调节；所述喷气孔流向喷气角度可调节；所述喷气孔喷气流量可调节；所述试验叶片表面分布有静压孔；所述叶栅出口截面分布有测试点。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于该试验装置的还包括三孔探针，设置于相隔所述叶片前缘一段距离的位置和相隔所述叶片尾缘的位置，用于获得气流来流的总压、静压和方向角度的数据；电控平移台，实现位移自动化及实验数据逐点采集；恒温式热线风速仪，用于测量气流二维流动的两个速度分量；数字多通道压力扫描阀，用于测量所述叶片表面静压，叶栅出口截面总压；空气压缩机，用于提供叶顶喷气所需的高压气体；质量流量计，用于测量叶顶喷气流量。

3.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于所述试验叶片采用了轴流燃气轮机高压涡轮动叶叶片，取其50%叶高截面叶型作为试验叶型。

4.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于所述叶栅安装在风洞出口后730mm位置，风洞出口截面积226mm×125mm。

5.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于所述叶栅共有7个叶片，组成了六个有效流道，其中第三和第四块叶片设计为空心结构，作为主要测量区域，第一和第七块叶片通过垫片保证其不存在叶顶间隙，但与所述侧板之间有1~2mm的狭缝。

6.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于在距离叶片前缘90mm位置和在距离叶片尾缘9mm位置分别设置一个三孔探针。

7.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于所述用于制作叶片顶部的薄片厚度为2mm，通过沉孔螺钉与叶片固定，并有三个定位销保证与叶片位置完全重合，所述螺钉与所述定位销的高度与制作后的叶顶平齐。

8.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于所述叶片通过底部螺栓孔固定在半圆盘上，所述间隙高度是通过在叶片与半圆盘之间添加垫片来实现的，所述垫片型线与所述叶片叶型完全相同，并由定位销来保证其位置与叶片位置完全吻合，垫片厚度为1mm。

9.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于所述叶顶喷气孔直径为1mm，长度为2.83mm，按等距均匀分布在距离叶片前缘18~72%弦长范围内，相邻孔心之间的间距为4.6mm。

10.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于分别在50%和97.5%的叶高高度布置两排共计32个直径为0.7mm的静压孔，其中压力面布置12个静压孔，吸力面20个静压孔；沿叶高方向上，在47%~98%叶高范围内，每隔2.5mm设置一行测点，共26行。