CN108894892A - 花瓣型降噪尾喷管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种花瓣型降噪尾喷管,用于解决现有尾喷管噪声大的技术问题。技术方案是包括中心尾椎体,还包括内涵道、外涵道、外壳体和花瓣型外壳。所述的中心尾椎体位于尾喷管的中心位置,花瓣型外壳与中心尾椎体之间形成内涵道,外壳体与花瓣型外壳之间形成外涵道,内涵道和外涵道组成排气混合器,在内涵道、外涵道和花瓣型外壳的壁面上附着有蜂窝型吸音衬垫。本发明利用排气混合器实现内外涵道气流的内部混合,在排气口利用花瓣型壳体的曲面加快排气与外界空气混合速度,可降低3分贝的噪声。
Description
技术领域
本发明涉及一种尾喷管,特别是涉及一种花瓣型降噪尾喷管。
背景技术
尾喷管是喷气式飞机的涡喷发动机的组成部分之一,主要作用是将喷气式飞机燃油燃烧后的产物如二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、未完全燃烧的小分子烃类物质喷射出去,起到排废气的作用,同时也利用喷射时空气产生的反作用力来推动飞机。当发动机排气时,速度和频率都不稳定的气流产生了噪音。噪声分为内部噪声和外部噪声两大类。内部噪声主要由风扇、压气机和涡轮工作时产生,外部噪声是高速排气流与周围大气混合时,由于大的速度差产生的强烈紊流带来的。而发动机最主要的噪声也来自于高速排气气流带来的排气噪声,因为现代发动机燃气从尾喷管射出的速度高达500-550m/s,在大流量比的涡扇发动机中,由外涵风扇排出的大量气流与外界空气的速度差也很大,两者混合时将引起速度和压力的强烈波动,从而产生声波。而且,两者混合时引起的强烈紊流,其相互位移的剪力会大大增加气流的涡流和音响,在排气口附近产生小涡流引起高频噪声,在排气流后部大的涡流产生低频噪声。如果能减少排气流和大气之间的速度差和紊流位移的剪力,则可降低排气噪声。因此,燃气涡轮发动机的消音问题主要是降低排气噪声。实验证明,噪声强度与排气速度的8次方成正比。由此可知,降低排气的速度是最有效的消音办法。而且,不能随便降低排出气流的速度,否则将会影响整台发动机的性能。
文献“授权公告号是CN205908347U的中国实用新型专利”公开了一种LNG发动机排气尾喷管,该尾喷管的内腔设计成双曲面结构,它具有流场加速作用,当LNG发动机活塞后腔的空气进入燃烧腔时,气流通过尾喷管双曲面径部时流速加快,促进缸内废气快速排尽,减小高温氧化性气体的腐蚀与热应力作用,即保证了LNG发动机工作的可靠性,又能延长其使用年限。其优点是整机结构可靠性高,能耐受高温气体、减小高温氧化性气体的腐蚀与热应力作用,使用寿命长;但是其工作过程噪声较大。
发明内容
为了克服现有尾喷管噪声大的不足,本发明提供一种花瓣型降噪尾喷管。该尾喷管包括中心尾椎体,还包括内涵道、外涵道、外壳体和花瓣型外壳。所述的中心尾椎体位于尾喷管的中心位置,花瓣型外壳与中心尾椎体之间形成内涵道,外壳体与花瓣型外壳之间形成外涵道,内涵道和外涵道组成排气混合器,在内涵道、外涵道和花瓣型外壳的壁面上附着有蜂窝型吸音衬垫。本发明利用排气混合器实现内外涵道气流的内部混合,在排气口利用花瓣型壳体的曲面加快排气与外界空气混合速度,可降低3分贝的噪声。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种花瓣型降噪尾喷管,包括中心尾椎体5,其特点是还包括内涵道1、外涵道2、外壳体3和花瓣型外壳4。所述的中心尾椎体5位于尾喷管的中心位置,花瓣型外壳4与中心尾椎体5之间形成内涵道1,外壳体3与花瓣型外壳4之间形成外涵道2,内涵道1和外涵道2组成排气混合器8,在内涵道1、外涵道2和花瓣型外壳4的壁面上附着有蜂窝型吸音衬垫7。
所述蜂窝型吸音衬垫7由若干个蜂窝结构支架13与金属底板14组合而成。
本发明的有益效果是:该尾喷管包括中心尾椎体,还包括内涵道、外涵道、外壳体和花瓣型外壳。所述的中心尾椎体位于尾喷管的中心位置,花瓣型外壳与中心尾椎体之间形成内涵道,外壳体与花瓣型外壳之间形成外涵道,内涵道和外涵道组成排气混合器,在内涵道、外涵道和花瓣型外壳的壁面上附着有蜂窝型吸音衬垫。本发明利用排气混合器实现内外涵道气流的内部混合,在排气口利用花瓣型壳体的曲面加快排气与外界空气混合速度,可降低3分贝的噪声。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
附图说明
图1是本发明花瓣型降噪尾喷管的结构示意图。
图2是本发明花瓣型降噪尾喷管的主视图。
图3是图2的A-A剖面图。
图4是采用排气混合器前后出口排气速度分布对比图。
图5是图2中蜂窝型吸音衬垫的示意图。
图中,1-内涵道,2-外涵道,3-外壳体,4-花瓣型外壳,5-中心尾椎体,7-蜂窝型吸音衬垫,8-排气混合器,9-外涵道排气速度,10-内涵道排气速度,11-混合后排气速度,12-最大排气速度差,13-蜂窝结构支架,14-金属底板。
具体实施方式
以下实施例参照图1~5。
本发明花瓣型降噪尾喷管包括内涵道1、外涵道2、外壳体3、花瓣型外壳4和中心尾椎体5。所述的中心尾椎体5位于尾喷管的中心位置,花瓣型外壳4与中心尾椎体5之间形成内涵道1,外壳体3与花瓣型外壳4之间形成外涵道2,内涵道1和外涵道2组成排气混合器8,在内涵道1、外涵道2和花瓣型外壳4的壁面上附着有蜂窝型吸音衬垫7。
所述蜂窝型吸音衬垫7由若干个蜂窝结构支架13与金属底板14组合而成。
发动机内涵道1的气流与外涵道2的气流,首先经过内涵道1和外涵道2组成的排气混合器8,通过排气混合器8将内涵道1中的热高速气流和外涵道2中的冷低速气流在发动机内部完成混合,从而降低了气流排出时的最大速度,进而降低了由于高速气体排出而与空气摩擦产生的噪声。图4为采用排气混合器8前后出口排气速度分布对比。外涵道排气速度9,内涵道排气速度10,混合后排气速度11,最大排气速度差12。
所述的花瓣型外壳4,其位于排气口处,排气混合器8使得外涵道2的排气向内涵道1流动,内涵道1排气向外流动,花瓣型外壳4形成的回转通道有效的加快了内外涵道排气速度和混合过程,燃气在经过排气混合器8之后向外喷出时,周围空气流过花瓣型外壳4,增大了燃气与周围空气的接触面积,加速燃气与周围空气的混合,从而降低排气噪声。
在内外涵道以及花瓣型外壳4的壁面上附着蜂窝型吸音衬垫7,利用其蜂窝型结构吸收高速气流经过时摩擦产生的部分噪音。
工作原理:尾喷管内涵道1的高温高速气流与外涵道2的低温低速气流经由内外涵道组成的排气混合器8在尾喷管内部进行混合,降低气流排出时最大速度,有效降低噪声。同时,排气混合器8将两涵道内气流分内外方向流动。经过外部的花瓣型外壳4时,由于花瓣型外壳4的曲面构造,气体流动速度加快,燃气与尾喷管外部周围空气的接触面积增大,加快了气流混合,降低了气体排出时的速度,从而减少尾喷管的排气噪音。
综上所述,本发明结构简单,能够实现对气流的快速混合,降低气流排出噪声。
Claims (2)
1.一种花瓣型降噪尾喷管,包括中心尾椎体(5),其特征在于:还包括内涵道(1)、外涵道(2)、外壳体(3)和花瓣型外壳(4);所述的中心尾椎体(5)位于尾喷管的中心位置,花瓣型外壳(4)与中心尾椎体(5)之间形成内涵道(1),外壳体(3)与花瓣型外壳(4)之间形成外涵道(2),内涵道(1)和外涵道(2)组成排气混合器8,在内涵道(1)、外涵道(2)和花瓣型外壳(4)的壁面上附着有蜂窝型吸音衬垫(7)。
2.根据权利要求1所述的花瓣型降噪尾喷管,其特征在于:所述蜂窝型吸音衬垫(7)由若干个蜂窝结构支架(13)与金属底板(14)组合而成。
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