CN110454298A - 一种具有降噪功能的排气装置 - Google Patents

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吴飞
石岩
吴桐
邵万仁
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本申请属于航空发动机试验技术领域，涉及一种具有降噪功能的排气装置，设置在发动机的涡轮后机匣处，所述排气装置包括外涵筒体、内涵锯齿混合器以及锥体，外涵筒体的后端沿环形设置有第一锯齿；内涵锯齿混合器位于所述外涵筒体内，其后端沿环形设置有第二锯齿；锥体位于所述内涵锯齿混合器内；其中，内涵锯齿混合器与锥体之间形成内涵气流通道，内涵锯齿混合器与外涵筒体之间形成外涵气流通道。本申请内涵锯齿混合器的锯齿能够增加内涵和外涵气流的掺混面积，首次增强内外涵气流的掺混。排气装置出口的锯齿能够使环境大气引射到喷流起到二次混合强化作用，可以进一步增加喷流与环境大气的混合，降低排气装置出口气流速度，起到降低排气噪声的作用。

Description

一种具有降噪功能的排气装置
技术领域
本申请属于航空发动机设计技术领域，特别涉及一种具有降噪功能的排气装置。
背景技术
涡扇发动机选用分排式或混排式排气装置主要与涵道比有关，当发动机涵道比较低(5.5以下)时，多采用混合式排气装置，其特点是外涵气流与内涵气流通过波瓣混合器掺混后通过一个共同的出口流出。混合器能使外涵和内涵气流在短距离实现充分混合，具有高效的掺混能力，从而降低排气噪声特征信号。
现有技术方案，降噪效果不明显，波瓣混合器实现降低噪声的同时会增加排气装置重量，从而会引起发动机耗油率增加。
发明内容
为解决上述问题，本申请提出一种具有降噪功能的排气装置，设置在发动机的涡轮后机匣处，所述排气装置包括：
外涵筒体，所述外涵筒体的后端沿环形设置有第一锯齿；
内涵锯齿混合器，位于所述外涵筒体内，其后端沿环形设置有第二锯齿；
锥体，位于所述内涵锯齿混合器内；
其中，内涵锯齿混合器与所述锥体之间形成内涵气流通道，所述内涵锯齿混合器与外涵筒体之间形成外涵气流通道。
优选的是，所述外涵筒体的第一锯齿数量为12-16个。
优选的是，所述内涵锯齿混合器的第二锯齿数量为8-12个。
优选的是，所述第一锯齿为所述外涵筒体的后端圆周面上大致沿外涵筒体轴向向前端延伸的多个第一缺口。
优选的是，所述第一缺口为三角形。
优选的是，所述第二锯齿为所述内涵锯齿混合器的后端圆周面上大致沿内涵锯齿混合器轴向向前端延伸的多个第二缺口。
优选的是，所述第二缺口为三角形。
本申请内涵锯齿混合器的锯齿能够增加内涵和外涵气流的掺混面积，首次增强内外涵气流的掺混。排气装置出口的锯齿能够使环境大气引射到喷流起到二次混合强化作用，可以进一步增加喷流与环境大气的混合，降低排气装置出口气流速度，起到降低排气噪声的作用。
附图说明
图1是现有的排气装置结构示意图。
图2是本申请具有降噪功能的排气装置结构示意图。
图3是本申请具有降噪功能的排气装置的剖视及工作原理示意图。
其中，1-外涵筒体，2-内涵锯齿混合器，3-锥体，11-第一锯齿，21-第二锯齿。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
图1为现有的排气装置，包括外涵筒体1、内涵锯齿混合器2及锥体3，外涵筒体1与内涵锯齿混合器2形成外涵气流通道，内涵锯齿混合器2与锥体3之间形成内涵气流，内涵锯齿混合器2在出口端具有沿周向的锯齿，该锯齿的截面为沿排气口径向延伸的条形槽，多个条形槽沿内涵锯齿混合器2出口端周向布置。
本申请具有降噪功能的排气装置，如图2所示，在外涵筒体1的出口端也设置有沿周向的锯齿，参考图3，内涵锯齿混合器的第二锯齿21能够增加内涵气流B和外涵气流A的掺混面积，首次增强内外涵气流的掺混，形成喷流。排气装置外涵筒体出口的第一锯齿11能够使环境大气引射到喷流起到二次混合强化作用，可以进一步增加喷流与环境大气C的混合，降低排气装置出口气流速度，起到降低排气噪声的作用。
本申请中，所述外涵筒体1的第一锯齿11的数量为12-16个，所述内涵锯齿混合器2的第二锯齿21的数量为8-12个，该数值通过气动声学计算及试验验证获得，此参数范围内具有良好的降噪效果，如果数量过少，则会引起推力损伤，数量过多则降噪效果变差。
在一些可选实施方式中，参考图2，所述第一锯齿为所述外涵筒体1的后端圆周面上大致沿外涵筒体1轴向向前端延伸的多个第一缺口，所述第一缺口为三角形。
同理，所述第二锯齿为所述内涵锯齿混合器2的后端圆周面上大致沿内涵锯齿混合器2轴向向前端延伸的多个第二缺口，所述第二缺口为三角形。
相比于图1中的锯齿形状，本申请提供的内涵锯齿混合器2及外涵筒体1能够降低排气装置的重量。
本发明的优点：结构简单，减轻排气装置重量的同时降低喷流噪声。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种具有降噪功能的排气装置，设置在发动机的涡轮后机匣处，其特征在于，所述排气装置包括：
外涵筒体(1)，所述外涵筒体的后端沿环形设置有第一锯齿；
内涵锯齿混合器(2)，位于所述外涵筒体(1)内，其后端沿环形设置有第二锯齿；
锥体(3)，位于所述内涵锯齿混合器(2)内；
其中，内涵锯齿混合器(2)与所述锥体(3)之间形成内涵气流通道，所述内涵锯齿混合器(2)与外涵筒体(1)之间形成外涵气流通道。
2.如权利要求1所述的具有降噪功能的排气装置，其特征在于，所述外涵筒体(1)的第一锯齿数量为12-16个。
3.如权利要求1所述的具有降噪功能的排气装置，其特征在于，所述内涵锯齿混合器(2)的第二锯齿数量为8-12个。
4.如权利要求1所述的具有降噪功能的排气装置，其特征在于，所述第一锯齿为所述外涵筒体(1)的后端圆周面上大致沿外涵筒体(1)轴向向前端延伸的多个第一缺口。
5.如权利要求4所述的具有降噪功能的排气装置，其特征在于，所述第一缺口为三角形。
6.如权利要求1所述的具有降噪功能的排气装置，其特征在于，所述第二锯齿为所述内涵锯齿混合器(2)的后端圆周面上大致沿内涵锯齿混合器(2)轴向向前端延伸的多个第二缺口。
7.如权利要求1所述的具有降噪功能的排气装置，其特征在于，所述第二缺口为三角形。
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