：本發(fā)明屬于透平機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種降低擾流損失的拉筋結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：
：透平機(jī)械，是以連續(xù)流動(dòng)的流體為工質(zhì)，通過與葉片的相互作用，將流體能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的動(dòng)力機(jī)械，是能源動(dòng)力系統(tǒng)中的核心部件，在國民經(jīng)濟(jì)與國防事業(yè)均是不可或缺的組成部分。葉片在能量轉(zhuǎn)換中起著至關(guān)重要的作用，因此其安全性與高效性在整個(gè)能源化工領(lǐng)域一直以來都備受關(guān)注。透平葉片在工作中會(huì)受到氣流激振力，從而產(chǎn)生葉片振動(dòng)，而降低葉片振動(dòng)的關(guān)鍵措施主要有兩方面：(1)考慮頻率避開率，避免產(chǎn)生共振；(2)采用葉片阻尼結(jié)構(gòu)，如阻尼凸臺(tái)，阻尼拉筋，阻尼圍帶等，通過阻尼耗散振動(dòng)能量，從而降低葉片振動(dòng)。其中采用葉片阻尼拉筋結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于降低長葉片的振動(dòng)，圖1為整圈葉片阻尼拉筋結(jié)構(gòu)示意圖。阻尼拉筋不同于阻尼凸臺(tái)及阻尼圍帶結(jié)構(gòu)，其存在于葉片流道結(jié)構(gòu)中。阻尼拉筋結(jié)構(gòu)表面附近存在逆壓梯度，導(dǎo)致拉筋表面流體產(chǎn)生流動(dòng)分離，而尾跡渦的脫落對(duì)流場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生大的擾動(dòng)；同時(shí)阻尼拉筋結(jié)構(gòu)前緣產(chǎn)生流動(dòng)阻力，因此不可避免的造成額外的流動(dòng)損失，這在極大程度上降低了透平機(jī)械運(yùn)行效率，因此如何降低拉筋導(dǎo)致的透平機(jī)械流動(dòng)損失一直被國內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注。另外，阻尼拉筋的使用，尤其對(duì)于受到較大激振力的長葉片，為了能夠較好的抑制振動(dòng)，阻尼拉筋尺寸勢(shì)必會(huì)相應(yīng)增加，不僅會(huì)影響流場(chǎng)的穩(wěn)定性，更導(dǎo)致葉片附加質(zhì)量的增加，從而離心載荷加重，影響葉片的安全運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：本發(fā)明的根據(jù)現(xiàn)有阻尼拉筋的不足，提出了一種降低擾流損失的拉筋結(jié)構(gòu)。在保證現(xiàn)有拉筋降低葉片振動(dòng)效果的同時(shí)，在很大程度上改善了拉筋附近流動(dòng)狀態(tài)，抑制尾跡渦的脫落，從而提高透平機(jī)械的效率；另外，在一定程度上減小了附加葉片質(zhì)量，從而降低離心載荷，提高安全運(yùn)行裕度，具有廣闊的應(yīng)用前景。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種降低擾流損失的拉筋結(jié)構(gòu)，在拉筋結(jié)構(gòu)的氣流前駐點(diǎn)處，開設(shè)有槽道，沿其徑向開設(shè)有楔形槽道或矩形槽道，其中拉筋結(jié)構(gòu)是剖面為圓柱形或橢圓形的環(huán)形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：拉筋結(jié)構(gòu)的開槽長度為L＝0.05R-0.15R，R為拉筋半徑或橢圓短軸的一半；楔形槽道的傾斜角度α＝0-3°，且當(dāng)α＝0°時(shí)為矩形槽道。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：此外，拉筋結(jié)構(gòu)沿其周向還開設(shè)有斜向開槽，斜向開槽的吸力面切槽角度γ與壓力面切槽角度β分別為拉筋與葉片相交區(qū)域葉片型線的切線角度，單邊槽道長度a＝0.2N-0.3N，其中，N為拉筋弧長。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：開槽起始點(diǎn)距離型線最短距離b與距離干摩擦面最短距離c滿足以下條件：b≥0.1N，c≥0.1N，所述N為拉筋弧長。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：1、本發(fā)明提出對(duì)拉筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行開槽，采用合成射流的方式為拉筋尾部低能流體區(qū)域注入高能流體，從而提高拉筋抵抗逆壓梯度的能力，故尾部渦脫落被抑制程度提高。2、開槽區(qū)域位于拉筋結(jié)構(gòu)氣流前駐點(diǎn)，而前駐點(diǎn)區(qū)域?yàn)榱鲃?dòng)最大阻力區(qū)域，因此本發(fā)明在很大程度上降低了拉筋導(dǎo)致的流動(dòng)阻力。3、開槽徑向長度與周向長度相對(duì)拉筋尺寸較小，因此對(duì)現(xiàn)有拉筋結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度影響較小；周向開槽的角度最大程度上與該處區(qū)域氣流角度保持一致，降低槽道流體的攻角損失，提高流動(dòng)效率。4、該拉筋結(jié)構(gòu)降低了葉片附加質(zhì)量，從而降低附加離心力載荷，有效的提高安全運(yùn)行裕度。5、在具體葉片設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，方便調(diào)節(jié)a，b，c，R，L，α，β，γ等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)透平機(jī)械通流效率與保證葉片減振效果及拉筋強(qiáng)度的最優(yōu)值。附圖說明：圖1為帶有整圈拉筋的透平葉片三維圖；圖2為單只阻尼拉筋葉片示意圖；圖3a為常規(guī)阻尼拉筋區(qū)域示意圖；圖3b為本發(fā)明阻尼拉筋區(qū)域示意圖；圖4為本發(fā)明阻尼拉筋區(qū)域A-A剖視圖；圖5為本發(fā)明阻尼拉筋區(qū)域B-B剖視圖。具體實(shí)施方式：下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。參照?qǐng)D1，圖2所示，分別給出了帶阻尼拉筋結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)圈阻尼葉片與單只阻尼葉片結(jié)構(gòu)。該阻尼葉片包括葉身，葉根與阻尼拉筋結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D3a，圖3b所示，分別給出了常規(guī)阻尼拉筋結(jié)構(gòu)與本發(fā)明阻尼拉筋結(jié)構(gòu)。本發(fā)明在常規(guī)阻尼拉筋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上開設(shè)楔形或矩形槽道。主氣流通過拉筋繞流向下游流動(dòng)，另一小部分氣流通過拉筋結(jié)構(gòu)楔形或矩形槽道，采用合成射流的方式匯入主流中，從而為拉筋附近繞流的尾部低能流體區(qū)域注入高能流體，因此拉筋尾部區(qū)域壓力相對(duì)常規(guī)拉筋有所提高，從而提高拉筋抵抗逆壓梯度的能力，故尾部渦脫落被抑制程度提高。開槽區(qū)域位于拉筋結(jié)構(gòu)氣流前駐點(diǎn)，此處由于拉筋阻礙的原因?qū)е略擇v點(diǎn)氣流速度為0，因此氣流前駐點(diǎn)附近的區(qū)域?yàn)榱鲃?dòng)最大阻力區(qū)域，本發(fā)明在氣流前駐點(diǎn)區(qū)域開設(shè)槽道，在很大程度上降低了拉筋導(dǎo)致的流動(dòng)阻力。同時(shí)開設(shè)楔形或矩形槽道，使得附加葉片質(zhì)量降低，從而降低葉片附加離心載荷。參照?qǐng)D4所示，給出了拉筋結(jié)構(gòu)A-A剖面圖。拉筋周向?yàn)樾毕蜷_槽，吸力面切槽角度γ與壓力面切槽角度β分別為拉筋與葉片相交區(qū)域葉片型線的切線角度。通過合理的切槽角度，可以使得氣流通過槽道時(shí)，盡可能降低攻角損失，從而提高通槽內(nèi)部流動(dòng)效率。單邊槽道長度a＝0.2N-0.3N，開槽起始點(diǎn)距離型線最短距離b與距離干摩擦面最短距離c滿足以下條件：b≥0.1N，c≥0.1N，其中N為拉筋弧長。即在保證拉筋強(qiáng)度的同時(shí)，又盡可能的提高槽道流動(dòng)面積，從而在更大范圍內(nèi)抑制尾跡渦脫落，降低逆壓梯度，改善流動(dòng)狀況。參照?qǐng)D5所示，給出了拉筋結(jié)構(gòu)B-B剖面圖。拉筋徑向開槽位置位于拉筋前駐點(diǎn)區(qū)域，開槽長度為L＝0.05R-0.15R，所述R為拉筋半徑或橢圓短軸的一半；楔形槽道的傾斜角度α＝0-3°，且當(dāng)α＝0°時(shí)為矩形槽道。限制徑向開槽長度同樣是為了在保證拉筋強(qiáng)度的同時(shí)，盡可能提高流動(dòng)效率；同時(shí)采用可以調(diào)節(jié)的傾斜角度，這可以根據(jù)不同的實(shí)際運(yùn)行工況選擇合適的開槽角度，從而使得逆壓梯度降低，有效控制尾跡渦。