[发明专利]一种用于平面叶栅流动模拟装置的排气节流器

说明书

本发明公开了一种用于平面叶栅流动模拟装置的排气节流器。该排气节流器沿顺气流方向从前至后依次包括排气收集器、方转圆、膨胀节和排气调压阀，所述的排气收集器的前端装卡在平面叶栅试验舱上，收集平面叶栅试验舱的出口气流，通过排气收集器将出口气流整流后导入后续的排气系统，所述的排气收集器入口的最大横截面的面积与出口面积之比为(4～10)：1。该排气节流器结构简单，不但能实现各类平面叶栅试验出口气流整流，减小排气阻力，降低排气噪声，防止排气向来流反射对试验叶栅栅前流场造成干扰，还能够辅助调节平面叶栅试验舱内的试验段试验背压，实现改变试验雷诺数的目的。

技术领域

本发明属于航空发动机基础研究试验设备领域，具体涉及一种用于平面叶栅流动模拟装置的排气节流器。

背景技术

航空叶轮机(包括风扇/压气机和涡轮)和燃气轮机是维持热力循环并产生推力的关键部件，其转/静叶片的气动外形决定了航空叶轮机和燃气轮机的气动性能。为设计出高性能的航空喷气发动机和燃气轮机，需要在叶栅(二维叶型)层面研究叶轮机的设计方法和流动特性。为了能在地面进行真实飞行条件下的叶栅通道流动气动特性试验研究，必须建造能够模拟实际飞行时叶栅流动马赫数和雷诺数等参数的地面设备，以保证能够在接近实际工作状态的条件下，进行大量的气动性能试验研究和技术验证，以分析研究叶栅通道内的流动机理、特点和规律，验证新的设计方案。

排气节流器是平面叶栅流动模拟装置的重要组成部件之一，起着收集叶栅出口气流，整流降噪和辅助调节试验段背压的作用。目前，国内外用于平面叶栅流动模拟装置的排气收集部件具有如下缺点：1、大都采用喇叭口型开口排气收集装置，降噪效果有限；2、要满足涡轮叶栅试验大出口气流角排气收集，喇叭口尺寸扩张剧烈，制造成本徒增，否则，就很难覆盖所有叶栅试验的排气收集，排气收集效果不理想；3、喇叭口排气收集装置在某些情况下还可能造成排气向来流反射，从而影响试验叶栅栅前流场，导致试验误差增大；4、开口排气收集装置无法加装背压调节阀，也无法实现试验段背压的辅助调节。

当前，迫切需要发展一种用于平面叶栅流动模拟装置，并与试验段密封连接的闭口排气节流器，实现叶栅试验排气整流、降噪和辅助调节试验段试验背压，进而辅助调节试验雷诺数的目的，满足先进航空发动机叶轮机和燃气轮机叶型叶栅高空流动模拟气动性能试验基础研究和技术验证的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于平面叶栅流动模拟装置的排气节流器。

本发明的用于平面叶栅流动模拟装置的排气节流器，其特点是，所述的排气节流器沿顺气流方向从前至后依次包括排气收集器、方转圆、膨胀节和排气调压阀；排气收集器的前端装卡在平面叶栅试验舱上，收集平面叶栅试验舱的出口气流，出口气流整流后通过排气收集器的后端导入后续的排气系统，排气收集器的表面采用筋板加固。

进一步地，所述的排气节流器入口截面为L型直角方形，出口截面为方形，入口最大横截面的面积与出口面积之比为(4～10)：1，上型面为二维极曲线。

进一步地，所述的排气收集器、方转圆、膨胀节和排气调压阀之间均通过法兰连接，并采用金属缠绕垫密封。

进一步地，所述的排气调压阀为环状缝隙阀。

本发明的用于平面叶栅流动模拟装置的排气节流器，具有排气收集，整流降噪的功能。叶栅试验时排气节流器收集试验舱出口气流，将紊乱的出口气流整流后导入后续的排气系统，防止出口气流反射干扰试验叶栅的栅前流场；排气节流器的环状缝隙阀还具有节流功能，可以辅助调节平面叶栅试验舱内的试验段试验背压，实现改变试验雷诺数的目的。

本发明的用于平面叶栅流动模拟装置的排气节流器，结构简单，适用叶栅出口气流角范围大，排气效率高，降噪效果明显，还能够辅助调节平面叶栅试验舱内的试验段试验背压，实现改变试验雷诺数的目的。

附图说明

图1为本发明的用于平面叶栅流动模拟装置的排气节流器的立体图。