CN101173681A - 应用钝尾缘的大小叶片叶轮及压气机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用钝尾缘的大小叶片叶轮及压气机，包括叶片，叶片的尾缘为钝尾缘，具体叶轮的尾缘可以是平面、弧面、梯形面等。叶片可以包括大叶片、小叶片，可以将大叶片的尾缘设计为钝尾缘；也可以将小叶片的尾缘为钝尾缘；也可以将大叶片和小叶片的尾缘均为钝尾缘。可以避免气流在叶片吸力面后部尾缘附近的分离，从而减小了尾迹宽度，使气流在叶片吸力面后部的局部分离小、尾缘损失小、气流转角大。

Description

应用钝尾缘的大小叶片叶轮及压气机

技术领域

本发明涉及一种叶片式叶轮机械装置，尤其涉及一种叶轮及压气机。

背景技术

叶片式压气机一般用于给气体增压，分为轴流式、离心式和斜流式压气机。轴流式压气机气体的流动方式是轴向排气，轴向出气；离心式压气机气体的流动方式是轴向进气，径向排气；斜流式压气机是轴流与离心压气机的折衷，轴向进气，与轴向有一定角度排气。轴流式和斜流式压气机包括叶轮，包括动轮和静轮，叶轮上设有叶片。叶轮及其叶片的结构形式对压气机的增压能力影响极大。

目前，提高轴流式和斜流式压气机增压能力的方法有两个，一个是增加转子叶轮的转速，一个是增加气流经过叶片后的转角。提高转速导致压气机进口处气流相对叶片的流速超音，从而产生激波，激波的存在可以起到增压的作用，但太强的激波会导致叶面边界层分离造成压气机效率下降，所以如何通过加大气流转角的方式增加压气机增压能力是目前的主要研究方向。

如图1所示，现有技术中的轴流式和斜流式压气机中，叶轮的叶片1、2的尾缘为逐渐减薄的结构，叶片1、2的厚度从前缘0厚度开始增加，在中间某个地方达到最大值，然后逐渐减薄至尾缘处的0厚度。

上述现有技术至少存在以下缺点：

叶片槽道后部面积扩张过快，使气流在叶片吸力面后部的局部产生的分离大。这种局部分离有两个后果，一是气流转角不足，二是加大了局部低速区引起尾缘掺混损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种气流在叶片吸力面后部的局部分离小、尾缘损失小、气流转角大的应用钝尾缘的大小叶片叶轮及压气机。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的应用钝尾缘的大小叶片叶轮，包括叶片，所述叶片的尾缘为钝尾缘。

本发明的压气机，包括上述的应用钝尾缘的大小叶片叶轮。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的应用钝尾缘的大小叶片叶轮及压气机，由于叶片的尾缘为钝尾缘。气流在叶片吸力面后部的局部分离小、尾缘损失小、气流转角大。

附图说明

图1为气流流过现有技术中的叶轮的叶片时的状态示意图；

图2为气流流过本发明的应用钝尾缘的大小叶片叶轮的叶片时的结构示意图；

图3为本发明中叶片的尾缘的具体实施例一的结构示意图；

图4为本发明中叶片的尾缘的具体实施例二的结构示意图；

图5为本发明中叶片的尾缘的具体实施例三的结构示意图。

具体实施方式

本发明的应用钝尾缘的大小叶片叶轮，其较佳的具体实施方式如图2所示，包括叶片3、4，所述叶片3、4的尾缘5为钝尾缘。

应用钝尾缘的大小叶片叶轮上的叶片3、4可以包括大叶片3和小叶片4，大叶片3和小叶片4相互间隔布置。

可以只将大叶片3的尾缘5设为钝尾缘；也可以只将小叶片4的尾缘5设为钝尾缘；也可以将大叶片3和小叶片4的尾缘均设为钝尾缘。

应用钝尾缘的大小叶片叶轮上也可以只设置大叶片3，可以将全部或部分大叶片3的尾缘5设为钝尾缘。

如图3、图4、图5所示，尾缘5设置成钝尾缘的结构可以是：

在叶片的尾缘5处设有平面，平面垂直于尾缘5的延伸方向；或者，在叶片的尾缘5处设有弧面；或者，在叶片的尾缘5处设有梯形面。根据需要，也可以设计成其它的结构形式。

本发明的压气机，其较佳的具体实施方式是，包括上述的应用钝尾缘的大小叶片叶轮。

现有技术中压气机应用钝尾缘的大小叶片叶轮叶片的尾缘为尖尾缘，叶片通道后部扩张较大，气流流过尾缘之前的分离产生的损失较大。

本发明中叶片3、4的尾缘5采用钝尾缘设计，采用钝尾缘的大小叶片形式后，因为叶栅后部扩张程度得到了有效控制，经过气动计算优化，完全可以避免叶片吸力面后部尾缘附近的分离，从而减小了尾迹宽度，使气流在叶片吸力面后部的局部分离小、尾缘损失小、气流转角大。

当然，叶片尾缘厚度会造成一定的动量亏损，气流经过叶片3、4的钝尾缘之后会产生局部突扩从而有突扩损失。因此，应适当控制尾缘厚度，设计的原则是使这个突扩损失小于使用尖尾缘时叶片吸力面发生提前分离产生的损失。

另外，采用本发明的钝尾缘叶片之后，气流分离区被局限于叶片尾缘之后，比较稳定。而采用尖尾缘的叶片时，气流分离点在尾缘之前的吸力面某点，当压气机工作条件变化时，如压气机背压升高时，则此分离点提前，损失增大，会引起压气机进入不稳定工作状态。所以本发明的钝尾缘压气机也可以扩宽压气机的稳定工作范围。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种应用钝尾缘的大小叶片叶轮，包括叶片，其特征在于，所述叶片的尾缘为钝尾缘。

2.根据权利要求1所述的应用钝尾缘的大小叶片叶轮，其特征在于，所述叶片包括大叶片、小叶片，所述大叶片和小叶片相互间隔布置。

3.根据权利要求2所述的应用钝尾缘的大小叶片叶轮，其特征在于，所述大叶片的尾缘为钝尾缘。

4.根据权利要求2所述的应用钝尾缘的大小叶片叶轮，其特征在于，所述小叶片的尾缘为钝尾缘。

5.根据权利要求2所述的应用钝尾缘的大小叶片叶轮，其特征在于，所述大叶片和小叶片的尾缘均为钝尾缘。

6.根据权利要求1至5任一项所述的应用钝尾缘的大小叶片叶轮，其特征在于，所述钝尾缘的结构为，在所述叶片的尾缘处设有平面，所述平面垂直于所述尾缘的延伸方向。

7.根据权利要求1所述的应用钝尾缘的大小叶片叶轮，其特征在于，所述钝尾缘的结构为，在所述叶片的尾缘处设有弧面。

8.根据权利要求1所述的应用钝尾缘的大小叶片叶轮，其特征在于，所述钝尾缘的结构为，在所述叶片的尾缘处设有梯形面。

9.一种压气机，其特征在于，包括权利要求1至8所述的应用钝尾缘的大小叶片叶轮。