CN115307864A - 一种压气机叶栅实验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种压气机叶栅实验装置及方法，属于叶栅风洞实验领域；包括主框架、周向间距调整模块、轴向间距调整模块、叶顶间隙调整模块，所述周向间距调整模块、轴向间距调整模块、叶顶间隙调整模块集成于主框架上；通过所述主框架将前叶栅和后叶栅串联安装，且叶顶与主框架的底面留有间隙；所述主框架的叶栅安装面与底面之间的空间作为风洞的试验段流道；分别通过周向间距调整模块、轴向间距调整模块、叶顶间隙调整模块实现串联叶栅周向间距、轴向间距叶顶间隙的调整。本发明能够满足对目前串列叶栅变几何参数实验的需求，节约试验件加工成本并节约实验时间。

Description

一种压气机叶栅实验装置及方法

技术领域

本发明属于叶栅风洞实验领域，具体涉及一种压气机叶栅实验装置及方法。

背景技术

随着航空发动机性能要求的不断提高，压气机作为航空发动机的关键部件之一，面临着要承担越来越高的负荷的挑战，而能否设计一台性能优越的压气机往往决定着发动机性能的优劣。然而压气机的负荷越高，每排叶片就需要提供更高的增压能力，对叶片的气动设计要求也会更高。

增加气流经过叶片后的转角是提高压气机增压能力的方法之一，当一排叶片不能给气流施加足够的气流转角时，可以考虑用两排相近的叶片来分别给气流施加偏转，这就是串列叶栅的基本思想。串列叶栅的思想最早在20世纪20年代由贝茨(Betz A)提出，他提出了开缝式机翼来使附面层分离推迟发生，从而可以大大增加升力。当从一排叶片变成了两排叶片，串列叶栅就多了表示前排和后排叶片相对位置的几何参数，包括轴向间距和周向间距。对于一个串列叶栅，轴向间距定义为前排叶片尾缘与后排叶片前缘在轴向方向的距离，当前排叶片和后排叶片在轴向上没有重叠时认为轴向间距大于0，有重叠时认为轴向间距小于0。而串列叶栅的周向间距定义为前排叶片尾缘与后排叶片前缘在周向方向的距离，他们两者是确定一个串列叶栅的关键几何参数，对叶栅的流动特性起着重要的作用。只有当串列叶栅有着合适的轴向间距和周向间距时，它们的组合才能发挥出更优的气动性能。

在实际压气机的运转中，转子叶片在高速旋转，而轮毂是静止不动的，所以转子叶片的叶尖和轮毂之间需要有一定的间隙，这样转子才能正常旋转。同样，静子叶片的叶尖和轮毂之间一般也会存在间隙。间隙的量值一般都非常小，然而这个间隙却会对压气机的气动性能造成很大的影响。气流流过间隙造成泄露流，泄露流会把具有不同能量的气流进行掺混，影响叶片两侧的流场，导致叶片排的做功能力降低，效率降低。叶顶间隙的大小是压气机设计过程中的一个重要参数，其对于压气机的气动性能和稳定性都会造成相当程度的影响。

平面叶栅实验是进行压气机叶型设计和改进的重要一环。虽然随着现代计算机的发展，人们已经能用数值计算的方法对压气机叶片进行详细的气动计算，但是压气机内部的流场十分复杂，要想准确地模拟压气机内的流场环境还有很大挑战，所以数值计算的准确性仍需实验来验证。

目前，有通过改变轴向间距和周向间距设计串列叶栅，对串列叶栅的尾迹特性进行了实验研究，或探究串列叶栅流场结构和气动性能的变化规律和作用机理。现有技术中有在栅板中开设轴向槽和周向槽，通过可以轴向移动和周向移动的滑块实现位置的调节。此发明设计的叶栅装置能够用一套叶栅实现不同的轴向、周向位置的调节，然而其不能设置叶顶间隙，因为叶片两端都要插入栅板才能实现对叶片的固定。

可见研究人员们已经利用数值模拟和实验的方法对串列叶栅进行了大量的研究。但是在实验研究方法中，对于不同几何参数的串列叶栅，通常都是设计并制造多套不同的串列叶栅，然后分别在风洞环境中进行实验，这样假如实验需要的叶顶间隙、轴向间距、周向间距等几何参数的组合较多，那么加工的成本就会大大增加，假如能只加工一套叶栅试验件就能实现对不同几何参数的叶栅的实验，就能大幅节约成本。虽然也有方案能够用一套叶栅试验件实现不同的轴向间距和周向间距的调节，但是其并不能设置叶顶间隙。因此，为了进一步降低叶栅实验件的加工成本，节约实验时间，需要对目前的叶栅实验装置进行改进。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种压气机叶栅实验装置，通过该装置同时实现对串列叶栅的前叶叶顶间隙、后叶叶顶间隙、轴向间距和周向间距的调节，能够满足对目前串列叶栅变几何参数实验的需求，节约试验件加工成本并节约实验时间。

本发明的技术方案是：一种压气机叶栅实验装置，其特征在于：包括主框架、周向间距调整模块、轴向间距调整模块、叶顶间隙调整模块，所述周向间距调整模块、轴向间距调整模块、叶顶间隙调整模块集成于主框架上；

通过所述主框架将前叶栅和后叶栅串联安装，且叶顶与主框架的底面留有间隙；所述主框架的叶栅安装面与底面之间的空间作为风洞的试验段流道；

通过所述周向间距调整模块实现串联叶栅周向间距的调整；

通过所述轴向间距调整模块实现串联叶栅轴向间距的调整；

通过所述叶顶间隙调整模块实现串联叶栅叶顶间隙的调整。

本发明的进一步技术方案是：所述主框架包括上栅板、下栅板和定距柱，通过定距柱将上栅板和下栅板平行且相对固定连接；

前叶栅和后叶栅的叶片均安装于上栅板上，叶顶与下栅板之间留有间隙，用于研究叶顶间隙对流场的影响。

本发明的进一步技术方案是：所述定距柱沿周向设置于上栅板、下栅板之间，通过调整定距柱的轴向高度，实现上栅板、下栅板之间的间距调整。

本发明的进一步技术方案是：所述周向间距调整模块包括前叶滑块、后叶滑块和周向垫块；所述前叶滑块上沿展向开有多个前叶滑块插槽，用于安装前叶片；所述后叶滑块上沿展向开有多个后叶滑块插槽，用于安装后叶片；

所述主框架的串联叶栅安装面上开有栅板前槽和栅板后槽，分别用于安装前叶滑块和后叶滑块，且前叶滑块、后叶滑块与栅板前槽、栅板后槽为间隙配合；

通过周向垫块实现前叶滑块或后叶滑块在栅板前槽或栅板后槽内的周向位置确定。

本发明的进一步技术方案是：所述栅板前槽、栅板后槽为阶梯槽结构；所述前叶滑块、后叶滑块为两端设置有台阶的平板结构，与栅板前槽、栅板后槽的阶梯槽结构配合安装；

所述前叶滑块位置确定后，将所述周向垫块安装于前叶滑块与栅板前槽的周向间隙处，完成前叶滑块的周向定位；或将所述周向垫块安装于后叶滑块与栅板后槽的周向间隙处，完成后叶滑块的周向定位；并防止风洞试验段的漏气。

本发明的进一步技术方案是：所述轴向间距调整模块包括前叶滑块、后叶滑块和轴向垫块；所述前叶滑块上沿展向开有多个前叶滑块插槽，用于安装前叶片；所述后叶滑块上沿展向开有多个后叶滑块插槽，用于安装后叶片；

所述主框架的串联叶栅安装面上开有栅板前槽和栅板后槽，分别用于安装前叶滑块和后叶滑块，且前叶滑块、后叶滑块与栅板前槽、栅板后槽为间隙配合；

通过轴向垫块实现前叶滑块或后叶滑块在栅板前槽或栅板后槽内的轴向位置确定。

本发明的进一步技术方案是：所述栅板前槽、栅板后槽为阶梯槽结构；所述前叶滑块、后叶滑块为两端设置有台阶的平板结构，与栅板前槽、栅板后槽的阶梯槽结构配合安装；

所述前叶滑块位置确定后，将所述轴向垫块安装于前叶滑块与栅板前槽的轴向间隙处，完成前叶滑块的轴向定位；或将所述轴向垫块安装于后叶滑块与栅板后槽的轴向间隙处，完成后叶滑块的轴向定位；并防止风洞试验段的漏气。

本发明的进一步技术方案是：所述主框架的串联叶栅安装面中间开有栅板前槽和栅板后槽，其中栅板前槽风洞的上流方向，栅板后槽位于风洞的下游方向，栅板前、后槽的中部贯通栅板并互相连通。

本发明的进一步技术方案是：所述叶顶间隙调整模块包括前叶固定块、后叶固定块、前叶间隙调整垫块和后叶间隙调整垫块；所述前叶固定块、后叶固定块分别通过前叶间隙调整垫块、后叶间隙调整垫块安装于所述主框架的串联叶栅安装面正上方，

所述前叶固定块上沿展向开有多个前叶固定块插槽，与前叶栅中的叶片一一对应，用于固定安装前叶片；所述后叶固定块沿展向开有多个后叶固定块插槽，与后叶栅中的叶片一一对应，用于固定安装后叶片；

通过调整前叶间隙调整垫块和后叶间隙调整垫块的高度，对前叶固定块、后叶固定块与所述主框架的串联叶栅安装面之间的距离进行调整，前叶片叶顶、后叶片叶顶与主框架底面之间距离同步调整，即实现叶顶间隙的调整。

本发明的进一步技术方案是：所述前叶固定块插槽、后叶固定块插槽的形状与前叶片、后叶片根部形状相匹配，前叶片、后叶片插入前叶固定块插槽、后叶固定块插槽后为间隙配合，通过径向螺钉实现前叶片、后叶片的压紧固定。

一种压气机叶栅的实验方法，其特征在于：将前叶栅和后叶栅以串联形式安装于所述主框架上，通过周向间距调整模块、轴向间距调整模块、叶顶间隙调整模块分别对前叶栅和后叶栅的周向、轴向、叶顶间隙进行调整；之后将所述压气机叶栅实验装置与叶栅风洞实验设备连接，保证试验段流道的密封性；开始实验并获取不同几何参数的串列叶栅实验结果。

有益效果

本发明的有益效果在于：本发明通过周向间距调整模块、轴向间距调整模块、叶顶间隙调整模块集成设计于主框架上的结构，实现了对一套串列叶栅试验件的前叶叶顶间隙、后叶叶顶间隙、轴向间距和周向间距进行灵活的调节：叶顶间隙的调节范围为0～10mm，完全能满足常规叶顶间隙研究的需求；受到结构的限制，轴向间距的调节范围不能小于0。

所述周向间距调整模块、轴向间距调整模块、叶顶间隙调整模块三个模块为独立设计，能够完成周向间距、轴向间距、叶顶间隙三者的单独调节，也能够同时三者进行调节，不会造成相互干扰。

本发明可以大幅节约平面叶栅试验件的加工成本，假如为了得到5个轴向位置和8个周向位置组合下的串列叶栅的性能和流动特性，如果采用传统的叶栅实验件方案，则需要制造40套叶栅实验件；假如为了得到3个不同的前叶叶顶间隙和8个周向位置组合下的串列叶栅性能，如果采用传统的叶栅实验件方案，则需要制造24套叶栅实验件，制造和装配成本高，管理也存在诸多不便。

本发明通过把前后叶片相对位置和叶顶间隙的调节方式集成到一个叶栅试验件上，这样在1次叶栅吹风实验完成后，不需要完全取下试验件，只需要调节相关的结构就可以完成对可变参数的调节，节约了实验的时间成本。所以采用本发明的叶栅试验件结构，能大幅节约试验件加工成本和实验人员的时间，可以满足现在所需要的串列叶栅变几何参数实验需求，有利于串列叶栅实验研究工作的开展。

附图说明

图1是本发明一种压气机叶栅实验装置的整体三维视图；

图2是本发明一种压气机叶栅实验装置的在另一种视角下的整体三维视图；

图3是本发明一种压气机叶栅实验装置的前叶片、前叶滑块、前叶固定板和上栅板的装配关系爆炸图；

图4是本发明一种压气机叶栅实验装置的后叶片、后叶滑块、后叶固定板和上栅板的装配关系爆炸图；

图5是本发明一种压气机叶栅实验装置的上栅板立体图；

图6是本发明一种压气机叶栅实验装置的上栅板俯视图及剖视图；

图7是本发明一种压气机叶栅实验装置的下栅板立体图；

图8是本发明一种压气机叶栅实验装置的下栅板俯视图；

图9是本发明一种压气机叶栅实验装置的前叶滑块立体图；

图10是本发明一种压气机叶栅实验装置的前叶滑块俯视图、仰视图及剖视图；

图11是本发明一种压气机叶栅实验装置的后叶滑块立体图；

图12是本发明一种压气机叶栅实验装置的后叶滑块俯视图、仰视图及剖视图；

图13是本发明一种压气机叶栅实验装置的前叶固定块立体图；

图14是本发明一种压气机叶栅实验装置的前叶固定块正视图、俯视图及剖视图；

图15是本发明一种压气机叶栅实验装置的后叶固定块立体图；

图16是本发明一种压气机叶栅实验装置的后叶固定块正视图、俯视图及剖视图；

图17是本发明一种压气机叶栅实验装置的前叶片立体图；

图18是本发明一种压气机叶栅实验装置的前叶片正视图；

图19是本发明一种压气机叶栅实验装置的后叶片立体图；

图20是本发明一种压气机叶栅实验装置的后叶片正视图；

图21是本发明一种压气机叶栅实验装置的周向垫块立体图；

图22是本发明一种压气机叶栅实验装置的轴向垫块立体图；

图23是本发明一种压气机叶栅实验装置的前叶间隙调整垫块立体图；

图24是本发明一种压气机叶栅实验装置的后叶间隙调整垫块立体图；

图25是本发明一种压气机叶栅实验装置的前叶滑块压板立体图；

图26是本发明一种压气机叶栅实验装置的后叶滑块压板立体图；

附图标记说明：1—上栅板，2—下栅板，3—前叶滑块，4—后叶滑块，5—前叶固定块，6—后叶固定块，7—前叶片，8—后叶片，9—前叶间隙调整垫块，10—后叶间隙调整垫块，11—周向垫块，12—轴向垫块，13—前叶滑块压板，14—后叶滑块压板，15—定距柱，16—定距柱安装通孔，17—栅板前槽，18—栅板后槽，19—前叶滑块插槽，20—后叶滑块插槽，21—前叶固定块插槽，22—后叶固定块插槽，23—压板固定孔，24—前叶固定块固定孔，25—后叶固定块固定孔，26—周向垫块固定孔，27—前叶固定孔，28—后叶固定孔

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本实施例是一种压气机叶栅实验装置，包括主框架、周向间距调整模块、轴向间距调整模块、叶顶间隙调整模块，所述周向间距调整模块、轴向间距调整模块、叶顶间隙调整模块集成于主框架上；具体可以调节串列叶栅的前叶叶顶间隙、后叶叶顶间隙、轴向间距和周向间距。

如图1和图2所示，本实施例提出的一种压气机串列叶栅实验装置包括上栅板1、下栅板2、前叶滑块3、后叶滑块4、前叶固定板5、后叶固定板6、前叶片7、后叶片8、前叶间隙调整垫片9、后叶间隙调整垫片10、轴向垫块12、周向垫块11、前叶滑块压板13、后叶滑块压板14、定距柱15。本装置的上栅板1和下栅板2通过定距柱15相互连接，可以保证上下栅板互相平行并且可以通过调整定距柱15的高度来调节上下栅板的距离。上栅板1和下栅板2之间是风洞的试验段流道，此装置需要保证试验段流道的密封，尽量减少漏气。前叶片7和后叶片8在靠近下栅板处为叶顶，叶顶和下栅板2之间有一定间隙，由此可以研究叶顶间隙对流场的影响。

上栅板1的结构如图5和图6所示。上栅板厚15mm，中间开设有栅板前槽17和栅板后槽18，其中栅板前槽17位于风洞的上流方向，栅板后槽18位于风洞的下游方向，两个槽的中部贯通栅板并且互相连通。如图3所示，前叶滑块3安装于栅板前槽17中，并且可以在槽中沿周向方向调整位置，根据实验对周向间距的要求，把前叶滑块3调整到合适的周向位置后，用周向垫块11填充上栅板1下侧的剩余位置，就可以固定前叶滑块3的周向位置并防止风洞试验段的漏气。事实上周向垫块11的尺寸就确定了前叶滑块3的位置，也就决定了串列叶栅前后叶的相对周向位置，即周向间距。如图4所示，后叶滑块4安装于栅板后槽18中，并且可以在槽中沿轴向方向调整位置，根据实验对轴向间距的要求，把后叶滑块4调整到合适的轴向位置后，用轴向垫块12填充槽中的剩余位置，就可以固定后叶滑块4的轴向位置并防止风洞试验段的漏气。事实上轴向垫块12的尺寸就确定了后叶滑块4的位置，也就决定了串列叶栅前后叶的相对轴向位置，即轴向间距。不过由于要保证前叶滑块能沿周向滑动的同时风洞试验段不漏气，轴向间隙只能在大于0的范围调整，也就是说此装置不适用于串列叶栅轴向间距<0的情况。在栅板前槽17的上游方向有四个周向垫块固定孔26，均为螺纹通孔，用于安装紧定螺钉以固定周向垫块11。为了方便在叶栅风洞试验段内的安装，上栅板1的两侧共开设有10个定距柱安装通孔16，用于安装定距柱15，安装时根据风洞试验段的实际情况选择不会发生干涉的孔安装即可。前叶滑块压板13和后叶滑块压板14分别用于对前叶滑块3和后叶滑块4进行固定，上栅板1上侧有若干个压板固定孔23，均为螺纹盲孔，用于把前叶滑块压板13和后叶滑块压板14固定到上栅板1上。

下栅板2的结构如图7和图8所示，上面开有10个定距柱安装通孔16，每个定距柱15通过一左一右两个螺钉安装于上栅板1和下栅板2的中间，起到连接、固定并控制上下栅板间距的作用。因为下栅板为叶顶间隙处，实验过程中的流体流动效应复杂，所以需要保证壁面的平整和光滑。

前叶滑块3如图9和图10所示，厚度为15mm，其尺寸可以保证与栅板前槽17实现间隙配合，并可以在槽中沿周向滑动。前叶滑块3上等间距地沿周向开设有贯通的7个前叶滑块插槽19，前叶滑块插槽19为一台阶槽，19A平面到槽中的19B平面的高度为10mm，形状与前叶片7的7A部分的叶型相匹配；槽中的19B平面到19C平面的高度为5mm，形状与前叶片7的7B部分的叶型相匹配，从而前叶片7可以通过间隙配合穿过前叶滑块插槽19。推荐的情况是：当调整前叶片7的7C平面与前叶滑块插槽19的19A平面共面时，前叶叶顶间隙为0，即前叶片7的叶顶与下栅板2相触，这种情况下，当调整前叶片7的7C平面与前叶滑块插槽19的19B平面共面时，前叶叶顶间隙为10mm，这样就可以实现叶顶间隙从0mm到10mm范围的调节。前叶滑块3的一侧有4个前叶固定板固定孔24，均为螺纹盲孔，用于把前叶滑块3与前叶固定板5相连接。

后叶滑块3如图11和图12所示，厚度为15mm，其尺寸可以保证与栅板后槽18实现间隙配合，并可以在槽中沿轴向滑动。后叶滑块4上等间距地沿周向开设有贯通的7个后叶滑块插槽20，后叶滑块插槽20为一台阶槽，20A平面到槽中的20B平面的高度为10mm，形状与后叶片8的8A部分的叶型相匹配；槽中的20B平面到20C平面的高度为5mm，形状与后叶片8的8B部分的叶型相匹配，从而后叶片8可以通过间隙配合穿过后叶滑块插槽20。推荐的情况是：当调整后叶片8的8C平面与后叶滑块插槽20的20A平面共面时，后叶叶顶间隙为0，即后叶片8的叶顶与下栅板2相触，这种情况下，当调整后叶片8的8C平面与后叶滑块插槽20的20B平面共面时，后叶叶顶间隙为10mm，这样就可以实现叶顶间隙从0mm到10mm范围的调节。后叶滑块4的一侧有4个后叶固定板固定孔25，均为螺纹盲孔，用于把后叶滑块4与后叶固定板6相连接。

前叶固定块5如图13和图14所示。前叶固定块5的厚度为12mm，其上等间距地沿周向开设有贯通的7个前叶固定块插槽21，插槽的形状与前叶片7的7A部分的叶型相匹配，从而前叶片7可以穿过插槽与之形成间隙配合。前叶固定块5的一侧开有前叶固定孔26，均为螺纹孔，用于安装尖头紧定螺钉来固定前叶片7。每个前叶固定块插槽21中都有2个前叶固定孔26，用2个紧定螺钉来固定1个前叶片可以保证安装的稳固性。前叶滑块3和前叶固定板5的中间通过前叶间隙调整垫块9连接，因为前叶滑块3和上栅板1固连，而前叶固定板5和前叶片7固连，所以通过调节前叶间隙调整垫块9的厚度就可以调整前叶片7的展向位置，也即可以改变前叶的叶顶间隙。

后叶固定块6如图14和图15所示。后叶固定块6的厚度为12mm，其上等间距地沿周向开设有贯通的7个后叶固定块插槽22，插槽的形状与后叶片8的8A部分的叶型相匹配，从而后叶片8可以穿过插槽与之形成间隙配合。后叶固定块6的一侧开有后叶固定孔27，均为螺纹孔，用于安装尖头紧定螺钉来固定后叶片8。每个后叶固定块插槽22中都有2个后叶固定孔27，用2个紧定螺钉来固定1个后叶片可以保证安装的稳固性。后叶滑块4和后叶固定板6的中间通过后叶间隙调整垫块10连接，因为后叶滑块4和上栅板1固连，而后叶固定板6和后叶片8固连，所以通过调节后叶间隙调整垫块10的厚度就可以调整后叶片8的展向位置，也即可以改变后叶的叶顶间隙。

前叶片7如图17和图18所示。前叶片7为一台阶结构，7C面为台阶的交界处，下侧7A部分的叶型为一完整的叶型轮廓，是需要放到风洞试验段吹风的部分，其叶型轮廓和前叶滑块插槽19的19A面的形状匹配；上侧7B部分的叶型为完整叶型轮廓的一部分，其叶型轮廓和前叶滑块插槽19的19B面的形状匹配。通过在前叶固定孔27安装尖头紧定螺钉来把前叶片7和前叶固定块5固定在一起。

后叶片8如图19和图20所示。后叶片8为一台阶结构，8C面为台阶的交界处，下侧8A部分的叶型为一完整的叶型轮廓，是需要放到风洞试验段吹风的部分，其叶型轮廓和后叶滑块插槽20的20A面的形状匹配；上侧8B部分的叶型为完整叶型轮廓的一部分，其叶型轮廓和后叶滑块插槽20的20B面的形状匹配。通过在后叶固定孔28安装尖头紧定螺钉来把后叶片8和后叶固定块6固定在一起。

周向垫块11如图21所示，为一长方体，在前叶滑块3的周向位置确定后用于填充栅板前槽17在风洞实验侧的剩余空间，起到固定和减少漏气的作用，并通过安装在栅板前槽17上游侧的周向垫块固定孔26的紧定螺钉固定。实验前需要根据拟设置的串列叶栅周向间距准备合适厚度的周向垫块11。

轴向垫块12如图22所示，在后叶滑块4的轴向位置确定后用于填充栅板后槽18的剩余空间，起到固定和减少漏气的作用，并通过后叶滑块压板14固定其位置。实验前需要根据拟设置的串列叶栅轴向间距准备合适厚度的轴向垫块12。

前叶间隙调整垫块9如图23所示，为一长方体，其作用是可以通过其厚度调整前叶滑块3和前叶固定块5之间的距离，以此控制前叶片7的展向位置。实验前需要根据拟设置的串列叶栅前叶片的叶顶间隙准备合适厚度的前叶间隙调整垫块9。

后叶间隙调整垫块10如图24所示，为一长方体，其作用是可以通过其厚度调整后叶滑块4和后叶固定块6之间的距离，以此控制后叶片8的展向位置。实验前需要根据拟设置的串列叶栅后叶片的叶顶间隙准备合适厚度的后叶间隙调整垫块10。

前叶滑块压板13和后叶滑块压板14分别如图25和图26所示，他们的作用是对前叶滑块3、后叶滑块4和轴向垫块12施加展向方向的限位，以固定他们的位置。压板通过安装在上栅板1上的压板固定孔23的螺钉固定。前叶滑块压板13上有三排固定孔，安装时根据前叶滑块3的实际周向位置选择合适的一排固定孔安装即可。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种压气机叶栅实验装置，其特征在于：包括主框架、周向间距调整模块、轴向间距调整模块、叶顶间隙调整模块，所述周向间距调整模块、轴向间距调整模块、叶顶间隙调整模块集成于主框架上；

通过所述主框架将前叶栅和后叶栅串联安装，且叶顶与主框架的底面留有间隙；所述主框架的叶栅安装面与底面之间的空间作为风洞的试验段流道；

通过所述周向间距调整模块实现串联叶栅周向间距的调整；

通过所述轴向间距调整模块实现串联叶栅轴向间距的调整；

通过所述叶顶间隙调整模块实现串联叶栅叶顶间隙的调整。

2.根据权利要求1所述压气机叶栅实验装置，其特征在于：所述主框架包括上栅板、下栅板和定距柱，通过定距柱将上栅板和下栅板平行且相对固定连接；

前叶栅和后叶栅的叶片均安装于上栅板上，叶顶与下栅板之间留有间隙，用于研究叶顶间隙对流场的影响。

3.根据权利要求2所述压气机叶栅实验装置，其特征在于：所述定距柱沿周向设置于上栅板、下栅板之间，通过调整定距柱的轴向高度，实现上栅板、下栅板之间的间距调整。

4.根据权利要求1所述压气机叶栅实验装置，其特征在于：所述周向间距调整模块包括前叶滑块、后叶滑块和周向垫块；所述前叶滑块上沿展向开有多个前叶滑块插槽，用于安装前叶片；所述后叶滑块上沿展向开有多个后叶滑块插槽，用于安装后叶片；

所述主框架的串联叶栅安装面上开有栅板前槽和栅板后槽，分别用于安装前叶滑块和后叶滑块，且前叶滑块、后叶滑块与栅板前槽、栅板后槽为间隙配合；

通过周向垫块实现前叶滑块或后叶滑块在栅板前槽或栅板后槽内的周向位置确定。

5.根据权利要求4所述压气机叶栅实验装置，其特征在于：所述栅板前槽、栅板后槽为阶梯槽结构；所述前叶滑块、后叶滑块为两端设置有台阶的平板结构，与栅板前槽、栅板后槽的阶梯槽结构配合安装；

所述前叶滑块位置确定后，将所述周向垫块安装于前叶滑块与栅板前槽的周向间隙处，完成前叶滑块的周向定位；或将所述周向垫块安装于后叶滑块与栅板后槽的周向间隙处，完成后叶滑块的周向定位；并防止风洞试验段的漏气。

6.根据权利要求1所述压气机叶栅实验装置，其特征在于：所述轴向间距调整模块包括前叶滑块、后叶滑块和轴向垫块；所述前叶滑块上沿展向开有多个前叶滑块插槽，用于安装前叶片；所述后叶滑块上沿展向开有多个后叶滑块插槽，用于安装后叶片；

所述主框架的串联叶栅安装面上开有栅板前槽和栅板后槽，分别用于安装前叶滑块和后叶滑块，且前叶滑块、后叶滑块与栅板前槽、栅板后槽为间隙配合；

通过轴向垫块实现前叶滑块或后叶滑块在栅板前槽或栅板后槽内的轴向位置确定。

7.根据权利要求6所述压气机叶栅实验装置，其特征在于：所述栅板前槽、栅板后槽为阶梯槽结构；所述前叶滑块、后叶滑块为两端设置有台阶的平板结构，与栅板前槽、栅板后槽的阶梯槽结构配合安装；

所述前叶滑块位置确定后，将所述轴向垫块安装于前叶滑块与栅板前槽的轴向间隙处，完成前叶滑块的轴向定位；或将所述轴向垫块安装于后叶滑块与栅板后槽的轴向间隙处，完成后叶滑块的轴向定位；并防止风洞试验段的漏气。

8.根据权利要求1所述压气机叶栅实验装置，其特征在于：所述主框架的串联叶栅安装面中间开有栅板前槽和栅板后槽，其中栅板前槽风洞的上流方向，栅板后槽位于风洞的下游方向，栅板前、后槽的中部贯通栅板并互相连通。

9.根据权利要求1所述压气机叶栅实验装置，其特征在于：所述叶顶间隙调整模块包括前叶固定块、后叶固定块、前叶间隙调整垫块和后叶间隙调整垫块；所述前叶固定块、后叶固定块分别通过前叶间隙调整垫块、后叶间隙调整垫块安装于所述主框架的串联叶栅安装面正上方，

所述前叶固定块上沿展向开有多个前叶固定块插槽，与前叶栅中的叶片一一对应，用于固定安装前叶片；所述后叶固定块沿展向开有多个后叶固定块插槽，与后叶栅中的叶片一一对应，用于固定安装后叶片；

通过调整前叶间隙调整垫块和后叶间隙调整垫块的高度，对前叶固定块、后叶固定块与所述主框架的串联叶栅安装面之间的距离进行调整，前叶片叶顶、后叶片叶顶与主框架底面之间距离同步调整，即实现叶顶间隙的调整。

10.一种采用权利要求1-9任一项所述压气机叶栅实验装置进行压气机叶栅的实验方法，其特征在于：将前叶栅和后叶栅以串联形式安装于所述主框架上，通过周向间距调整模块、轴向间距调整模块、叶顶间隙调整模块分别对前叶栅和后叶栅的周向、轴向、叶顶间隙进行调整；之后将所述压气机叶栅实验装置与叶栅风洞实验设备连接，保证试验段流道的密封性；开始实验并获取不同几何参数的串列叶栅实验结果。

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