CN113418716A - 一种叶顶间隙可调节的叶栅实验装置 - Google Patents

Abstract

一种叶顶间隙可调节的叶栅实验装置，多个叶栅组件排布在实验架上，并使各叶栅组件中的叶片分别固定在上栅板与下栅板之间。在各叶片的叶根上分别套装有调整垫片组，各组调整垫片均包括三个不同厚度的垫片。各叶片分为测压叶片和非测压叶片。在各所述测压叶片内均有多个展向的测静压针孔和多个弦向的静压孔；在各所述静压测针孔出口端分别有与外部接通的压力测量管。本发明通过调整垫片的组合，实现叶尖间隙0.5mm,1.0mm,1.5mm，2.0mm，2.5mm，3mm的不同工况，能够用一套平面叶栅实验装置实现叶顶间隙的高精度调节，降低了研究成本，具有调节方便快捷，省时省力，易于操作，能够有效解决现有技术中存在的问题。

Description

一种叶顶间隙可调节的叶栅实验装置

技术领域

本发明涉及叶轮机械实验测试领域，具体是一种应用于压气机和涡轮的可变间隙的平面叶栅间隙调节实验装置与实验方法。

背景技术

叶轮机械在蒸汽轮机、压缩机、航空发动机等领域有广泛应用，压气机和涡轮作为燃气涡轮发动机的核心部件，其气动性能的好坏对发动机总体性能起着至关重要的作用。叶轮机械中的动叶和机匣之间一般存在有叶顶间隙，压气机或涡轮动叶顶部到机匣之间的距离称为叶顶间隙，其是叶栅气动性能的重要影响参数之一。

查阅相关研究发现，在叶片压力面与吸力面的压差作用下，叶栅通道中部分靠近压力面的气流翻越叶尖，从而形成叶顶间隙泄漏流，这对压气机的气动效率、增压能力以及稳定裕度造成了很大影响。泄漏流会导致叶轮机做功量逐渐减少，做功能力降低；叶顶泄漏流在主流通道与主流相互掺混，多种流动涡相互作用，降低叶轮机效率。叶顶间隙的大小会对叶顶间隙泄漏流形成的复杂的涡系结构发展产生较大的影响，从而对压气机的气动性能与稳定性造成不同程度的影响。

平面叶栅实验研究是进行叶轮机械实验研究的基础，对叶顶变间隙的研究成为压气机性能研究重要的一部分。传统的叶顶间隙试验研究中，要求根据实验目的设计不同间隙大小的多套叶栅试验件模型，多采用重新加工一整套叶栅或一整套叶片来实现，然后在叶栅风洞实验台上更换不同的试验模型，以获得不同间隙大小的实验数据，一方面，实验件加工成本会大幅提高，另一方面，更换整套叶栅试验件或一整套叶片也势必增大实验的复杂性和实验周期。

在公开号为CN108757433B的发明创造中公开了一种悬臂变间隙平面叶栅实验装置，在叶栅侧板左栅板上安装可移动的叶片固定板和叶片固定端板，保证叶片相对固定的保持在同一个平面，通过强力胶水将叶片与叶片固定板和叶片固定端板的接触面粘接，通过固定螺栓和顶紧螺栓的共同调节实现左栅板和叶片固定板之间的相对位置变化，进行叶尖间隙大小的调节。然而，考虑到螺栓调节不能实现定量的间隙调节，而且在进行风洞试验等叶轮机械实验研究过程中，考虑到螺栓对位置变化的调节作用，会出现由于螺栓松动引起的误差。

在公开号为CN108775850A的发明创造中公开了一种可连续变叶顶间隙的平面叶栅试验装置及其试验方法，在下栅板下侧安装直线步进电机驱动叶片沿展向运动，通过改变叶片顶部端面与上栅板下端面之间的距离改变叶顶间隙大小；然而由于步进电机安装在叶栅下侧中部，导致不易从叶栅中部通道周期性较好的待测叶片底端引出测压导管，同时由步进电机步进来控制叶顶间隙大小的改变，结果呈跳跃性，而非平滑的改变。

在公开号为CN111579197A的发明创造中公开了一种可变间隙的平面叶栅间隙调节实验装置与实验方法，通过类千分尺顶杆中的千分尺结构实现平面叶栅间隙大小调节。旋转微分套筒，使测微螺杆旋进或旋出，带动叶片顶板沿展向移动，从而带动叶片沿展向移动，实现平面叶栅间隙调节，可实现多套不同间隙大小的叶栅，然而一套叶栅件中每件叶栅件的叶顶间隙大小相同，不能实现一套多个叶顶间隙的叶栅件。

因此，为节约叶栅试验件的加工成本、简化实验过程、节约实验时间，本发明提出了一种应用于压气机/涡轮的间隙可调节的叶栅试验装置，采用一套叶栅实现叶顶间隙尺寸的便捷调节。

发明内容

为克服现有技术中存在的机械装置成本较高，结构较为复杂，不易从叶栅中部通道周期性较好的待测叶片底端引出测压导管，以及由于螺栓对位置变化的调节作用引起的螺栓松动误差的不足，实现定量的叶顶间隙调节，本发明提出了一种叶顶间隙可调节的叶栅实验装置。

本发明包括上栅板、下栅板、调整垫片组和多个叶栅组件。由所述上栅板、下栅板和定距柱组成了实验架。所述叶栅组件共有9个，呈一字排布在所述实验架上，并使各所述叶栅组件中的叶片分别穿过所述下栅板上的叶型孔，位于上栅板与下栅板之间并固定在下栅板上；所述各叶片的叶尖与上栅板的下表面之间无间隙。各叶片叶根一端的叶片固定板位于下栅板的下方。在各叶片的叶根上分别套装有调整垫片组，并使该调整垫片组位于所述叶片固定板的上表面与下栅板的下表面之间。所述各叶片分为测压叶片和非测压叶片。在各所述测压叶片内均有多个展向的测静压针孔和多个弦向的静压孔；在各所述静压测针孔出口端分别有与外部接通的压力测量管。所述调整垫片组共有9组，各组调整垫片均包括三个不同厚度的垫片，使用时根据所需调节间隙的需要选用其中的一个或多个；所述选用的各调整垫片分别套装在所述叶片的叶根上。

所述各调整垫片上均有与所述叶片相配合的调整垫叶型通孔，通过该叶型通孔将各调整垫片套装在该叶片的叶根部。在各调整垫片上分别有调整垫片固定孔，并使各调整垫片安装孔均与所述下栅板表面的螺纹盲孔的位置相对应，以将各调整垫片固定在该下栅板上。所述每组调整垫片中各垫片的厚度分别是0.5mm、1mm和2mm。

各叶片沿所述实验架的长度方向排布在该下栅板上。各叶片的初始安装角θ为15.2°；各相邻叶片的尾缘之间的间距L为35.75mm。各所述叶片的弦长C均为65mm，叶高H均为115mm。各叶片吸力面前缘切线与额线的夹角α1为进口几何角，各进口几何角均为74.8°。各叶片吸力面尾缘切线与额线的夹角α2为出口几何角，各出口几何角均为90°。

所述初始安装角θ是各叶片弦长方向与额线之间的夹角；所述额线指相邻叶片前缘或尾缘的连线。

各测压叶片上均布有9个静压测针孔。各所述静压测针孔的孔口均位于所在叶片的叶片固定板的下表面，并使各静压测针孔沿所在叶片的展向延伸，直至与位于该叶片上的静压孔相交。各所述静压测针孔中心线的连线位于该叶片的压力面型线与吸力面型线之间的中心位置。各所述静压测针孔的孔径均为1mm。所述各静压测针孔中，相邻两个静压测针孔的中心距为6.7mm。

各所述静压测针孔中：

位于所述第一测压叶片上的静压测针孔自该第一测压叶片固定板下端向该第一测压叶片的叶尖方向延伸至90％叶高处。

位于所述第二测压叶片上的静压测针孔自该第二测压叶片固定板下端向该第一测压叶片的叶尖方向延伸至90％叶高处。

位于所述第三测压叶片上的静压测针孔自该第三测压叶片固定板下端向该第一测压叶片的叶尖方向延伸至50％叶高处。

位于所述第四测压叶片上的静压测针孔自该第四测压叶片固定板下端向该第一测压叶片的叶尖方向延伸至50％叶高处。

位于所述第五测压叶片上的静压测针孔自该第五测压叶片固定板下端向该第一测压叶片的叶尖方向延伸至10％叶高处。

位于所述第六测压叶片上的静压测针孔自该第六测压叶片固定板下端向该第一测压叶片的叶尖方向延伸至10％叶高处。

各所述测压叶片上均布有多个静压孔；各所述静压孔分别平行于所在叶片的叶尖表面，并使各静压孔的孔口分别位于所在叶片的压力面表面上或吸力面表面上，具体是：

所述第一测压叶片上的静压孔与第二测压叶片上的静压孔等高，均位于所在叶片的90％叶高处，并在叶片内分别与所在叶片上的静压测针孔相交。该第一测压叶片上的静压孔的孔口在压力面表面，位于该第二测压叶片上的静压孔的孔口在吸力面表面。

所述第三测压叶片上的静压孔与第四测压叶片上的静压孔等高，均位于所在叶片的50％叶高处，并在叶片内分别与所在叶片上的静压测针孔相交。该第三测压叶片上的静压孔的孔口在压力面表面，该第四测压叶片上的静压孔的孔口在吸力面表面。

所述第五测压叶片上的静压孔与第六测压叶片上的静压孔等高，均位于所在叶片的10％叶高处，并在叶片内分别与所在叶片上的静压测针孔相交。该第五测压叶片上的静压孔的孔口在压力面表面，该第六测压叶片上的静压孔的孔口在吸力面表面。

各所述静压孔的孔径均为0.6mm。分别位于各叶片上的静压孔中，相邻的静压孔中心距均为6.7mm。

各所述测压叶片上的静压孔均有9个，各静压孔均自前缘至后缘均匀排布，并且：

第一测压叶片上各静压孔的中心线分别与所在叶片的弦长方向之间的夹角依次分别为53.4°、61.5°、79.3°、87.8°、94.8°、100.1°、104.2°、107.3°、109.2°。

第二测压叶片上各静压孔的中心线分别与所在叶片的弦长方向之间的夹角依次分别为72.9°、78.0°、82.9°、88.1°、89.5°、96.3°、98.0°、100.8°、101.7°。

第三测压叶片19上各静压孔的中心线分别与所在叶片的弦长方向之间的夹角依次分别为53.4°、61.5°、79.3°、87.8°、94.8°、100.1°、104.2°、107.3°、109.2°。

第四测压叶片20上各静压孔的中心线分别与所在叶片的弦长方向之间的夹角依次分别为72.9°、78.0°、82.9°、88.1°、89.5°、96.3°、98.0°、100.8°、101.7°

第五测压叶片21上各静压孔的中心线分别与所在叶片的弦长方向之间的夹角依次分别为53.4°、61.5°、79.3°、87.8°、94.8°、100.1°、104.2°、107.3°、109.2。

第六测压叶片距叶根上各静压孔的中心线分别与所在叶片的弦长方向之间的夹角依次分别为72.9°、78.0°、82.9°、88.1°、89.5°、96.3°、98.0°、100.8°、101.7°。

所述压力测量管的外径为0.9mm，各压力测量管与静压测针孔之间密封配合。各所述压力测量管插入静压测针孔的深度为5～10mm，外露端的长度为60mm，通过压力扫描阀测得叶片表面静压。

各所述测压叶片中，相邻的两个测压叶片的测压孔处于同一展向位置且位于一个通道内。所述通道由相邻的两个测压叶片的吸力面与压力面之间的空间形成。

所述叶栅组件为整体结构，包括叶片和叶片固定板两部分。其中，所述叶片固定板的上表面与该叶片叶根端的端面固连，并使该叶栅垂直于该叶栅固定板。各所述叶栅在所述下栅板上表面的初始安装角为15.2°；各相邻叶栅的前缘之间的间距为35.75mm。

本发明是一种可定量调节叶顶间隙大小，以及同一装置不同叶顶间隙大小的应用于压气机和涡轮的叶栅实验装置，一方面能够满足现有的高速平面叶栅悬臂式叶片结构的要求，另一方面，通过调节叶尖间隙实现变间隙的叶栅。

本发明主要用于在开展叶顶间隙大小对平面叶栅性能影响的实验研究中进行平面叶栅叶顶间隙的调节，通过调整垫片的组合，实现叶尖间隙0.5mm,1.0mm,1.5mm，2.0mm，2.5mm，3mm的不同工况，能够用一套平面叶栅实验装置实现叶顶间隙的高精度调节，不仅降低了叶顶间隙大小对平面叶栅性能影响的实验研究的实验成本，同时具有调节方便快捷，省时省力，易于操作，能够有效解决现有技术中存在的问题。

与现有技术相比较,本发明取得的有益效果为:本发明通过改变垫片的厚度来调节叶顶尖隙的大小，变间隙试验时不用重新加工叶栅，克服了现有技术中存在的机械装置成本较高的不足；同时垫片的厚度即叶顶尖隙的大小，与螺栓调节相比，实现了叶顶尖隙的定量调节，同时消除了螺栓对位置变化的调节作用引起的螺栓松动误差；本发明对测压部分没有影响，克服了步进电机不易从叶栅中部通道周期性较好的待测叶片底端引出测压导管的不足。

附图说明

图1是可调节叶尖间隙试验装置的结构示意图；

图2是叶栅组件的排布示意图；

图3是图2中各水平剖面的示意图；

图4是图2中垂直剖面的示意图；

图5是图3中A-A剖面的结构示意图；

图6是图3中B-B剖面的结构示意图；

图7是图3中C-C剖面的结构示意图；

图8是图3中D-D剖面的结构示意图；

图9是图3中E-E剖面的结构示意图；

图10是图4中F-F剖面的结构示意图；

图11是调整垫片的结构示意图；

图12是图10的轴测图；

图13是上栅板的俯视图；

图14是下栅板的俯视图；

图15是叶栅组件的结构示意图；其中，图15a是轴测图，图15b是主视图。

图中：1.上栅板；2.定距柱；3.下栅板；4.上栅板定距柱安装通孔；5.下栅板定距柱安装通孔；6.叶型孔；7.下栅板叶片固定板安装孔；8.叶栅组件；9.叶片；10.叶片固定板；11.固定孔；12.调整垫片；13.调整垫叶型通孔；14.调整垫片固定孔；15.静压孔；16.静压测针孔；17.第一测压叶片；18.第二测压叶片；19.第三测压叶片；20.第四测压叶片；21.第五测压叶片；22.第六测压叶片；23.第一非测压叶片；24.第二非测压叶片；25.第三非测压叶片；26.第一测压叶片固定板；27.第二测压叶片固定板；28.第三测压叶片固定板；29.第四测压叶片固定板；30.第五测压叶片固定板；31.第六测压叶片固定板；32.第一非测压叶片固定板；33.第二非测压叶片固定板；34.第三非测压叶片固定板。

具体实施方式

本实施例是一种叶顶间隙可调节的叶栅实验装置，通过改变调整垫片组12的厚度以实现叶栅组件叶尖间隙的调节。

本实施例包括上栅板1、定距柱2、下栅板3、调整垫片组12和多个叶栅组件。所述定距柱2有四根，分别通过下栅板定距柱安装通孔5固定在所述下栅板上表面的四个角上；该上栅板通过上栅板定距柱安装通孔4固定在所述栅板固定柱的上端面，通过该栅板定距柱将上栅板与下栅板固连称为整体，形成了所述叶栅实验装置的实验架。所述叶栅组件8共有9个，呈一字排布在所述实验架上，并使各所述叶栅组件8中的叶片9分别穿过所述下栅板上的叶型孔6，位于上栅板与下栅板之间，通过固定孔11固定在下栅板上；各所述叶片的叶尖与上栅板的下表面之间没有间隙，即不加垫片时间隙为0mm。各叶片叶根一端的叶片固定板位于下栅板3的下方。在各叶片的叶根上分别套装有调整垫片组12，并使该调整垫片组位于所述叶片固定板10的上表面与下栅板3的下表面之间。所述调整垫片组12共有9组，各组调整垫片均包括三个不同厚度的垫片，使用时根据所需调节间隙的需要选用其中的一个或多个；所述选用的各调整垫片分别套装在所述叶片的叶根上。

所述上栅板1和下栅板3均为矩形板状，并且该下栅板与上栅板的外形尺寸相同。在该下栅板的两端和上栅板的两端分别有所述栅板固定柱2的安装孔。所述下栅板3上排布有贯通该下栅板上下表面的叶型孔6。所述叶型孔的内型面与该叶片的外型面相配合。本实施例中，所述下栅板和上栅板的长度均为399.4mm，宽度均为70mm，厚度均为15mm。

所述调整垫片12均为矩形，在各调整垫片上开有与所述叶片9相配合的调整垫叶型通孔13，通过该叶型通孔将各调整垫片套装在该叶片的叶根部。在各调整垫片上分别有调整垫片固定孔14，并使各调整垫片安装孔均与所述下栅板表面的螺纹盲孔的位置相对应，以将各调整垫片固定在该下栅板上。所述每组调整垫片中各垫片的厚度分别是0.5mm、1mm和2mm。

各所述叶片9采用现有技术，其叶型为DLR叶型。各叶片沿所述实验架的长度方向排布在该下栅板上。各叶片的初始安装角θ为15.2°；各相邻叶片的尾缘之间的间距L为35.75mm。所述初始安装角θ是各叶片弦长方向与额线之间的夹角，额线指相邻叶片前缘或尾缘的连线。如图14所示。

各所述叶片的外形结构相同，其中弦长C均为65mm，叶高H均为115mm。

各叶片吸力面前缘切线与所述额线的夹角α1为进口几何角，各进口几何角均为74.8°。各叶片吸力面尾缘切线与所述额线的夹角α2为出口几何角，各出口几何角均为90°。如图14所示。

所述各叶片分为测压叶片和非测压叶片。本实施例中，所述测压叶片为6个，所述非测压叶片为3个，并使其中的两个非测压叶片位于所述叶栅实验装置的实验架的任意一端，使另一个非测压叶片位于所述叶栅实验装置的实验架的另一端。

在各所述测压叶片内均有展向的测静压针孔16和弦向的静压孔15。

各所述测压叶片上均分布有9个静压测针孔。各所述静压测针孔的孔口均位于所在叶片的叶片固定板10的下表面，并使各静压测针孔沿所在叶片的展向延伸，直至与位于该叶片上的静压孔15相交。所述9个静压测针孔中心线的连线位于该叶片的压力面型线与吸力面型线之间的中心位置。各所述静压测针孔的孔径均为1mm。所述各静压测针孔中，相邻两个静压测针孔的中心距为6.7mm。

各所述静压测针孔沿所在叶片的展向向叶尖方向垂直延伸，其中：

位于所述第一测压叶片17上的静压测针孔自该第一测压叶片固定板27下端向该第一测压叶片的叶尖方向延伸至90％叶高处。

位于所述第二测压叶片18上的静压测针孔自该第二测压叶片固定板28下端向该第一测压叶片的叶尖方向延伸至90％叶高处。

位于所述第三测压叶片19上的静压测针孔自该第三测压叶片固定板29下端向该第一测压叶片的叶尖方向延伸至50％叶高处。

位于所述第四测压叶片20上的静压测针孔自该第四测压叶片固定板30下端向该第一测压叶片的叶尖方向延伸至50％叶高处。

位于所述第五测压叶片21上的静压测针孔自该第五测压叶片固定板31下端向该第一测压叶片的叶尖方向延伸至10％叶高处。

位于所述第六测压叶片22上的静压测针孔自该第六测压叶片固定板32下端向该第一测压叶片的叶尖方向延伸至10％叶高处。

所述第一非测压叶片23、第二非测压叶片24和第三非测压叶片25上均无所述的静压测针孔。

在所述的测压叶片上均布有多个静压孔。所述静压孔分别平行于所在叶片的叶尖表面，并使各静压孔的孔口分别位于所在叶片的压力面表面上或吸力面表面上，具体是：

所述第一测压叶片17上的静压孔与第二测压叶片18上的静压孔等高，均位于所在叶片的90％叶高处，并在叶片内分别与所在叶片上的静压测针孔相交。其中，位于该第一测压叶片上的静压孔的孔口在压力面表面上，位于该第二测压叶片上的静压孔的孔口在吸力面表面上。

所述第三测压叶片19上的静压孔与第四测压叶片20上的静压孔等高，均位于所在叶片的50％叶高处，并在叶片内分别与所在叶片上的静压测针孔相交。其中，位于该第三测压叶片上的静压孔的孔口在压力面表面上，位于该第四测压叶片上的静压孔的孔口在吸力面表面上。

所述第五测压叶片21上的静压孔与第六测压叶片22上的静压孔等高，均位于所在叶片的10％叶高处，并在叶片内分别与所在叶片上的静压测针孔相交。其中，位于该第五测压叶片上的静压孔的孔口在压力面表面上，位于该第六测压叶片上的静压孔的孔口在吸力面表面上。

所述静压孔的孔径均为0.6mm。分别位于各叶片上的静压孔中相邻的静压孔中心距均为6.7mm。

在各所述叶片中：

第一测压叶片17距叶根90％叶高处均匀地分布有9个垂直于吸力面的静压孔15。各所述9个静压孔自前缘至后缘均匀排布，并且各静压孔的中心线分别与所在叶片的弦长方向之间的夹角依次分别为53.4°、61.5°、79.3°、87.8°、94.8°、100.1°、104.2°、107.3°、109.2°。

第二测压叶片18距叶根90％叶高处均匀地分布有9个垂直于吸力面的静压孔15，并使各所述9个静压孔自前缘至后缘均匀排布，并且各静压孔的中心线分别与所在叶片的弦长方向之间的夹角依次分别为72.9°、78.0°、82.9°、88.1°、89.5°、96.3°、98.0°、100.8°、101.7°。

第三测压叶片19距叶根50％叶高处，均匀地分布有9个垂直于吸力面的静压孔15，并使各所述9个静压孔自前缘至后缘均匀排布，并且各静压孔的中心线分别与所在叶片的弦长方向之间的夹角依次分别为53.4°、61.5°、79.3°、87.8°、94.8°、100.1°、104.2°、107.3°、109.2°。

第四测压叶片20距叶根50％叶高处均匀地分布有9个垂直于吸力面的静压孔15，并使各所述9个静压孔自前缘至后缘均匀排布，并且各静压孔的中心线分别与所在叶片的弦长方向之间的夹角依次分别为72.9°、78.0°、82.9°、88.1°、89.5°、96.3°、98.0°、100.8°、101.7°

第五测压叶片21距叶根10％叶高处均匀地分布有9个垂直于吸力面的静压孔15，并使各所述9个静压孔自前缘至后缘均匀排布，并且各静压孔的中心线分别与所在叶片的弦长方向之间的夹角依次分别为53.4°、61.5°、79.3°、87.8°、94.8°、100.1°、104.2°、107.3°、109.2。

第六测压叶片距叶根10％叶高处均匀地分布有9个垂直于吸力面的静压孔15，并使各所述9个静压孔自前缘至后缘均匀排布，并且各静压孔的中心线分别与所在叶片的弦长方向之间的夹角依次分别为72.9°、78.0°、82.9°、88.1°、89.5°、96.3°、98.0°、100.8°、101.7°。

各所述测压叶片内部的静压测针孔16均与插入静压测针孔16出口端的压力测量管与外部接通，所述压力测量管的外径为0.9mm，各压力测量管与静压测针孔之间密封配合。各所述压力测量管插入静压测针孔的深度为5～10mm，外露端的长度为60mm，通过压力扫描阀测得叶片表面静压。

各所述测压叶片中，相邻的两个测压叶片的测压孔处于同一展向位置且位于一个通道内。所述通道由相邻的两个测压叶片的吸力面与压力面之间的空间形成。

所述叶栅组件8为整体结构，包括叶片9和叶片固定板10两部分。其中，所述叶片固定板的上表面与该叶片叶根端的端面固连，并使该叶栅垂直于该叶栅固定板。

在所述下栅板3上排布有多个叶型孔6。将各所述叶栅穿过该叶型孔，并使与该叶栅固连的叶栅固定板位于该下栅板的下表面，使各叶栅位于该下栅板的上表面。所述叶栅安装过孔的形状与所述叶栅的型面相同。各所述叶栅在所述下栅板上表面的初始安装角为15.2°；各相邻叶栅的前缘之间的间距为35.75mm。

在所述下栅板的下表面与叶栅固定板上表面之间分别安装有调整垫片组，通过改变该调整垫片组的厚度以调节叶栅组件的叶尖间隙，实现变间隙的叶栅试验。

在所述下栅板上分布有多组下栅板叶片固定板安装孔7。

在装配后的叶栅根部与叶栅安装孔7的间隙用胶填平，调整垫片组与叶栅固定板6的结合面之间涂密封胶。

Claims (9)

1.一种叶顶间隙可调节的叶栅实验装置，其特征在于，包括上栅板、下栅板、调整垫片组和多个叶栅组件；由所述上栅板、下栅板和定距柱组成了实验架；所述叶栅组件共有9个，呈一字排布在所述实验架上，并使各所述叶栅组件中的叶片分别穿过所述下栅板上的叶型孔，位于上栅板与下栅板之间并固定在下栅板上；所述各叶片的叶尖与上栅板的下表面之间无间隙；各叶片叶根一端的叶片固定板位于下栅板的下方；在各叶片的叶根上分别套装有调整垫片组，并使该调整垫片组位于所述叶片固定板的上表面与下栅板的下表面之间；所述各叶片分为测压叶片和非测压叶片；在各所述测压叶片内均有多个展向的测静压针孔和多个弦向的静压孔；在各所述静压测针孔出口端分别有与外部接通的压力测量管；所述调整垫片组共有9组，各组调整垫片均包括三个不同厚度的垫片，使用时根据所需调节间隙的需要选用其中的一个或多个；所述选用的各调整垫片分别套装在所述叶片的叶根上。

2.如权利要求1所述叶顶间隙可调节的叶栅实验装置，其特征在于，所述各调整垫片上均有与所述叶片相配合的调整垫叶型通孔，通过该叶型通孔将各调整垫片套装在该叶片的叶根部；在各调整垫片上分别有调整垫片固定孔，并使各调整垫片安装孔均与所述下栅板表面的螺纹盲孔的位置相对应，以将各调整垫片固定在该下栅板上；所述每组调整垫片中各垫片的厚度分别是0.5mm、1mm和2mm。

3.如权利要求1所述叶顶间隙可调节的叶栅实验装置，其特征在于，各叶片沿所述实验架的长度方向排布在该下栅板上；各叶片的初始安装角θ为15.2°；各相邻叶片的尾缘之间的间距L为35.75mm；各所述叶片的弦长C均为65mm，叶高H均为115mm；各叶片吸力面前缘切线与额线的夹角α1为进口几何角，各进口几何角均为74.8°；各叶片吸力面尾缘切线与额线的夹角α2为出口几何角，各出口几何角均为90°；

所述初始安装角θ是各叶片弦长方向与额线之间的夹角；所述额线指相邻叶片前缘或尾缘的连线。

4.如权利要求1所述叶顶间隙可调节的叶栅实验装置，其特征在于，各测压叶片上均布有9个静压测针孔；各所述静压测针孔的孔口均位于所在叶片的叶片固定板的下表面，并使各静压测针孔沿所在叶片的展向延伸，直至与位于该叶片上的静压孔相交；各所述静压测针孔中心线的连线位于该叶片的压力面型线与吸力面型线之间的中心位置；各所述静压测针孔的孔径均为1mm；所述各静压测针孔中，相邻两个静压测针孔的中心距为6.7mm。

5.如权利要求4所述叶顶间隙可调节的叶栅实验装置，其特征在于，各所述静压测针孔中：

位于所述第一测压叶片上的静压测针孔自该第一测压叶片固定板下端向该第一测压叶片的叶尖方向延伸至90％叶高处；

位于所述第二测压叶片上的静压测针孔自该第二测压叶片固定板下端向该第一测压叶片的叶尖方向延伸至90％叶高处；

位于所述第三测压叶片上的静压测针孔自该第三测压叶片固定板下端向该第一测压叶片的叶尖方向延伸至50％叶高处；

位于所述第四测压叶片上的静压测针孔自该第四测压叶片固定板下端向该第一测压叶片的叶尖方向延伸至50％叶高处；

位于所述第五测压叶片上的静压测针孔自该第五测压叶片固定板下端向该第一测压叶片的叶尖方向延伸至10％叶高处；

位于所述第六测压叶片上的静压测针孔自该第六测压叶片固定板下端向该第一测压叶片的叶尖方向延伸至10％叶高处。

6.如权利要求1所述叶顶间隙可调节的叶栅实验装置，其特征在于，各所述测压叶片上均布有多个静压孔；各静压孔分别平行于所在叶片的叶尖表面，并使各静压孔的孔口分别位于所在叶片的压力面表面上或吸力面表面上，具体是：

所述第一测压叶片上的静压孔与第二测压叶片上的静压孔等高，均位于所在叶片的90％叶高处，并在叶片内分别与所在叶片上的静压测针孔相交；该第一测压叶片上的静压孔孔口在压力面表面，该第二测压叶片上的静压孔的孔口在吸力面表面；所述第三测压叶片上的静压孔与第四测压叶片上的静压孔等高，均位于所在叶片的50％叶高处，并在叶片内分别与所在叶片上的静压测针孔相交；该第三测压叶片上的静压孔的孔口在压力面表面，该第四测压叶片上的静压孔孔口在吸力面表面；所述第五测压叶片上的静压孔与第六测压叶片上的静压孔等高，均位于所在叶片的10％叶高处，并在叶片内分别与所在叶片上的静压测针孔相交；该第五测压叶片上的静压孔的孔口在压力面表面，该第六测压叶片上的静压孔孔口在吸力面表面；各所述静压孔的孔径均为0.6mm；分别位于各叶片上的静压孔中，相邻的静压孔中心距均为6.7mm。

7.如权利要求5所述叶顶间隙可调节的叶栅实验装置，其特征在于，在各所述测压叶片上均有9个静压孔，各测压叶片上静压孔均自前缘至后缘均匀排布，并且：

第一测压叶片上各静压孔的中心线分别与所在叶片的弦长方向之间的夹角依次分别为53.4°、61.5°、79.3°、87.8°、94.8°、100.1°、104.2°、107.3°、109.2°；

第二测压叶片上各静压孔的中心线分别与所在叶片的弦长方向之间的夹角依次分别为72.9°、78.0°、82.9°、88.1°、89.5°、96.3°、98.0°、100.8°、101.7°；

第三测压叶片19上各静压孔的中心线分别与所在叶片的弦长方向之间的夹角依次分别为53.4°、61.5°、79.3°、87.8°、94.8°、100.1°、104.2°、107.3°、109.2°；

第四测压叶片20上各静压孔的中心线分别与所在叶片的弦长方向之间的夹角依次分别为72.9°、78.0°、82.9°、88.1°、89.5°、96.3°、98.0°、100.8°、101.7°

第五测压叶片21上各静压孔的中心线分别与所在叶片的弦长方向之间的夹角依次分别为53.4°、61.5°、79.3°、87.8°、94.8°、100.1°、104.2°、107.3°、109.2；

第六测压叶片距叶根上各静压孔的中心线分别与所在叶片的弦长方向之间的夹角依次分别为72.9°、78.0°、82.9°、88.1°、89.5°、96.3°、98.0°、100.8°、101.7°。

8.如权利要求1所述叶顶间隙可调节的叶栅实验装置，其特征在于，所述压力测量管的外径为0.9mm，各压力测量管与静压测针孔之间密封配合；各所述压力测量管插入静压测针孔的深度为5～10mm，外露端的长度为60mm，通过压力扫描阀测得叶片表面静压；

各所述测压叶片中，相邻的两个测压叶片的测压孔处于同一展向位置且位于一个通道内；所述通道由相邻的两个测压叶片的吸力面与压力面之间的空间形成。

9.如权利要求1所述叶顶间隙可调节的叶栅实验装置，其特征在于，

所述叶栅组件为整体结构，包括叶片和叶片固定板两部分；其中，所述叶片固定板的上表面与该叶片叶根端的端面固连，并使该叶栅垂直于该叶栅固定板；

各所述叶栅在所述下栅板上表面的初始安装角为15.2°；各相邻叶栅的前缘之间的间距为35.75mm。

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