[发明专利]轴流压气机篦齿泄漏损失预测方法

说明书

一种轴流压气机篦齿泄漏损失预测方法，根据压气机平面叶栅中径处的进、出口气动参数和篦齿几何参数计算篦齿泄漏流量；然后通过篦齿泄漏流量与压气机主流流量计算篦齿泄漏造成的压气机主流损失；而后通过压气机平面叶栅的几何参数确定篦齿泄漏损失的影响范围和径向分布规律。本发明针对带有篦齿封严的压气机静子，在压气机设计分析过程中，无需进行实验测量，通过静子的中径处气动参数以及篦齿容腔的几何参数来对篦齿泄漏流损失进行预测，并考虑泄漏流对压气机静子叶片通道所造成的影响，能够在压气机的通流设计及分析中纳入篦齿泄漏对压气机出口性能径向方向的影响，预测篦齿泄漏流量，以及篦齿泄漏流引起的静子出口损失的影响范围、损失大小，实现更为精细化的轴流压气机通流计算。

技术领域

本发明涉及的是一种叶轮制造领域的技术，具体是一种轴流压气机篦齿泄漏损失预测方法。

背景技术

现代轴流压气机的篦齿容腔结构是典型的轴流压气机静子根部气动封严结构，由于旋转轮毂与静子叶根不可避免的间隙存在，导致静子根部产生一定的间隙泄漏流动，泄漏流与主流之间的掺混对压气机的气动性能造成一定的影响。为了实现精细化的通流计算，需要采用篦齿泄漏损失模型来评估篦齿间隙的存在对压气机气动性能的影响。现有方法是根据压气机几何和气动参数对篦齿泄漏造成的总体损失进行预测，该方法难以计算篦齿泄漏损失在压气机径向方向上的分布规律，尤其是针对高压压气机后面级展弦比较小时，难以准确预测压气机出口总压损失的径向分布，使得基于通流计算的压气机设计精度偏低。

发明内容

本发明针对现有技术无法考量篦齿容腔泄漏对压气机静子叶片通道所造成的影响的不足，提出一种轴流压气机篦齿泄漏损失预测方法，针对带有篦齿封严的压气机静子，在压气机设计分析过程中，无需进行实验测量，通过静子的中径处气动参数以及篦齿容腔的几何参数来对篦齿泄漏流损失进行预测，并考虑泄漏流对压气机静子叶片通道所造成的影响，能够在压气机的通流设计及分析中纳入篦齿泄漏对压气机出口性能径向方向的影响，预测篦齿泄漏流量，以及篦齿泄漏流引起的静子出口损失的影响范围、损失大小，实现更为精细化的轴流压气机通流计算。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种轴流压气机篦齿泄漏损失预测方法，根据压气机平面叶栅中径处的进、出口气动参数和篦齿几何参数计算篦齿泄漏流量；然后通过篦齿泄漏流量与压气机主流流量计算篦齿泄漏造成的压气机主流损失；而后通过压气机平面叶栅的几何参数确定篦齿泄漏损失的影响范围和径向分布规律。

所述的压气机平面叶栅的气动参数包括：中径处进口总压、进口静压、进口密度、出口总压和出口静压。

所述的篦齿几何参数包括：篦齿间隙、篦齿所处直径、齿数。

所述的平面叶栅的几何参数包括：弦长和叶高。

本发明涉及一种实现上述方法的系统，包括：泄漏流量单元、主流损失单元以及径向分布单元，其中：泄漏流量单元根据压气机静子中径处的进、出口总压、静压、密度、篦齿齿数、篦齿间隙以及篦齿半径计算篦齿泄漏流量，主流损失单元根据泄漏流量单元计算的篦齿泄漏流量与主流流量计算篦齿泄漏造成的压气机主流损失，径向分布单元根据压气机静子的弦长和叶高计算篦齿泄漏引起的主流损失在径向方向的影响范围和分布规律，最后将主流损失单元计算的主流损失与径向分布单元计算的径向影响范围与分布规律相乘得到篦齿泄漏引起的压气机静子主流损失的径向分布。

技术效果

本发明根据压气机静子的几何参数预测篦齿泄漏引起的压气机静子主流损失影响范围及径向分布规律。相比现有技术，本发明能够在轴流压气机通流设计分析阶段，考虑篦齿容腔泄漏流对压气机性能的影响，预测篦齿泄漏流引起的压气机静子出口总压损失的径向分布。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为实施例中带有篦齿容腔结构的压气机平面叶栅几何示意图；

图3为篦齿泄漏损失径向分布规律图；