[发明专利]一种压气机端区振动结构

说明书

本发明公开了一种压气机端区振动结构，涉及压气机流动控制技术领域，包括：壳体，转子，偏心块，旋转轴，轴承，电机；所述转子为多个；多个所述转子均依次套接于所述旋转轴上；所述旋转轴与所述电机连接，连接处设有轴承；所述偏心块设于所述旋转轴上；所述壳体的外形是基于仿生学原理，结合银鲨背鳍的形状进行气动优化得到的；本发明采用基于气体动力学设计的壳体形状，影响压气机静叶角区的流动，同时通过偏心块设置与非定常角区分离的频率相当的频率，消除压气机静叶的角区分离结构，起到改善二次流动、降低压气机静叶损失的作用。

技术领域

本发明涉及压气机流动控制技术领域，更具体的说是涉及一种压气机端区振动结构。

背景技术

随着工业技术不断提升，在制造业技术快速发展以及科研能力逐步提高的背景下，具有大功率特点和高机动性优势的燃气轮机得以初步普及甚至广泛应用于各类舰船以及航空飞机的动力系统中。其中压气机作为燃气轮机的核心部件，其内部流动极为复杂，气动设计也占据了流体机械设计领域中的主导地位以及较大的比重。由于压气机内流的复杂性，且通道内的逆压梯度、进口级的恶劣边界以及前面级的高工况设计、以及壁角区域的复杂流动显著提高了压气机的设计难度。同时涡结构的复杂变化，旋涡几何的难以捕捉以及旋转不稳定性的级间传递等问题也使得压气机的变工况研究发展受到阻碍。

其中，压气机静叶端区二次流对于流场的扰动和性能影响较大。角区大范围分离现象的出现显著提高了压气机的总压损失，并恶化了下游流动。其中，关于端区二次流动的控制，已经有了一些应用手段，例如端壁翼刀、非对称端壁，静叶的悬臂设置及电磁激励等。其中端壁翼刀虽然阻隔了二次流动，但其对流场的扰动更强，同时翼刀与吸力面之间的压差也不可避免。非对称端壁其整周叶环内进行布置，可以抑制径向流动，但其加工布置成本较高。静叶悬臂设置能够加强根部的通流，但叶片在应力下容易发生变形，影响叶片寿命。此外，电磁激励其电路较为复杂，实际发动机内部的电场施加不易实现，因此，找寻一种布置简易，对流场影响小的压气机静叶端区流动控制手段是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种压气机端区振动结构，克服了上述缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种压气机端区振动结构，包括：壳体，转子，偏心块，旋转轴，轴承，电机；所述转子为多个；多个所述转子均依次套接于所述旋转轴上；所述旋转轴与所述电机连接，连接处设有所述轴承；所述偏心块设于所述旋转轴上；所述壳体的外形是基于仿生学原理进行气动优化得到的。

可选的，所述壳体高度为给定叶片高度的5％～10％；壳体厚度在0.5mm至1mm之间。

可选的，振动结构的放置位置为：

在轴向方向上，置于给定叶片弦长80％至100％处；

在切向方向上，振动结构中心点距离给定叶片表面的切向距离为给定叶片弦长的10％～15％。

在径向方向上，置于给定叶片的下端壁上。

可选的，所述偏心块的振动频率根据角区分离的尺度设定。

可选的，当小尺度角区分离时，偏心块的振动频率为零。

可选的，当中尺度角区分离时，偏心块的振动频率为3000Hz。

可选的，当大尺度角区分离时，偏心块的振动频率为6000Hz。

可选的，多个所述转子的尺寸不同。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种压气机端区振动结构，采用基于气体动力学设计的壳体形状，影响压气机静叶角区的流动，同时通过偏心块设置与非定常角区分离的频率相当的频率，消除压气机静叶的角区分离结构，起到改善二次流动、降低压气机静叶损失的作用。

附图说明