申请/专利权人：中国船舶重工集团公司第七0三研究所

申请日：2022-06-15

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN115186400B

主分类号：G06F30/17

分类号：G06F30/17

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2022.11.01#实质审查的生效;2022.10.14#公开

摘要：本发明的目的在于提供一种轴流压气机叶片失速与堵塞裕量的预设计方法，提炼出了叶片失速与堵塞裕量的关键预判参数及其经验计算公式，在轴流压气机的叶片造型环节即可对该叶片的失速与堵塞裕量进行预估，并可以据此快速进行通流设计与叶片造型的参数调整，实现了轴流压气机叶片的失速与堵塞裕量的提前精准控制，有效提高了设计精度。且有效减少了压气机气动设计过程中通过三维计算分析来反复调整的次数与工作量，可节省大量的设计迭代时间，缩短设计周期。同时，本发明不仅局限于燃气轮机轴流压气机，同样适用于各种工业用轴流压缩机、航空发动机轴流压气机风扇的气动设计过程。

主权项：1.一种轴流压气机叶片失速与堵塞裕量的预设计方法，其特征是：1通流反问题设计，按照设计指标要求，进行轴流压气机通流部分的反问题设计工作，包括轴流压气机均径处的一维反问题设计与S2流面上的反问题设计；2确定叶型设计参数，根据通流反问题设计结果，确定轴流压气机叶片各截面叶型的设计参数，包括叶栅稠度bt、叶型相对最大厚度造型基本参数；3计算叶型进出口几何角，叶型进口、出口几何角β1k、β2k分别为叶型中弧线在前、尾缘点切线与圆周方向的夹角，根据轴流压气机通流反问题设计结果，获得叶型的进口气流角β1与出口气流角β2，计算进口攻角i和出口落后角δ，从而确定β1k＝β1+i，β2k＝β2+δ；4计算叶型弯角，在确定进出口几何角之后，计算得到叶型弯角ε＝β2k-β1k；5计算叶型安装角，根据叶型中弧线形式来计算叶型安装角γ；6计算叶型喉部面积比，叶型喉部面积比是叶型几何槽道最小横截面AΓ与叶型来流方向槽道横截面A1的比值，即通过叶型进口气流角β1、叶栅稠度bt、叶型相对最大厚度叶型弯角ε与叶型安装角γ，计算得到叶型喉部面积比7失速与堵塞裕量评估，采用叶片各截面叶型的进口速度系数λw与叶型喉部面积比来评估轴流压气机该叶片的失速与堵塞裕量是否满足设计要求，若满足，则该叶片造型方案即为最终方案；若不满足，则返回调整叶型设计参数，或重新进行通流反问题设计，直至叶片的失速与堵塞裕量满足设计要求为止；步骤6中所述的通过叶型进口气流角β1、叶栅稠度bt、叶型相对最大厚度叶型弯角ε与叶型安装角γ，计算得到叶型喉部面积比采用如下方式： 式中，t为叶栅节距；β1为叶型进口气流角，是叶栅稠度bt、叶型相对最大厚度叶型弯角ε与叶型安装角γ的函数，有： 步骤7中所述的采用叶片各截面叶型的进口速度系数λw与叶型喉部面积比来评估轴流压气机该叶片的失速与堵塞裕量是否满足设计要求，采用如下方式：以叶型喉部面积比为横坐标、叶型进口速度系数λw为纵坐标，绘制二维坐标图，堵塞边界线与失速边界线方程描述如下：堵塞边界线： 失速边界线： 当叶片各截面叶型的坐标位于堵塞边界线与失速边界线之内时，该叶片即有充足的失速与堵塞裕量，距离两边界线越远裕量越充足；当叶片各截面叶型的坐标在堵塞边界线与失速边界线范围之外时，叶片发生流动堵塞或失速的可能性极大，进行设计调整。

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