本技術(shù)涉及一種實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，特別提供了一種用于研究篦齒封嚴(yán)引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能影響的實(shí)驗(yàn)件及實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、壓氣機(jī)作為航空、航天以及航海的工業(yè)中的組成部分，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的不斷發(fā)展，其工作環(huán)境愈發(fā)苛刻，對(duì)壓氣機(jī)的性能提出了新的要求。壓氣機(jī)作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)重要部件，其性能顯著影響整機(jī)效率和穩(wěn)定裕度，研究表明壓氣機(jī)級(jí)間泄漏將惡化壓氣機(jī)內(nèi)部流場結(jié)構(gòu)，惡化壓氣機(jī)通流能力，降低效率的同時(shí)，伴隨壓氣機(jī)喘振的發(fā)生。篦齒封嚴(yán)作為一種減少壓氣機(jī)動(dòng)靜葉間泄漏的密封結(jié)構(gòu)形式，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用，可以減少壓氣機(jī)的級(jí)間泄漏流動(dòng)，提升壓氣機(jī)的性能。然而，篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)存在的間隙仍將導(dǎo)致泄漏流的產(chǎn)生，泄漏流會(huì)對(duì)流場結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，為了抑制泄漏流會(huì)對(duì)流場結(jié)構(gòu)的破壞，現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)計(jì)了引氣射流結(jié)構(gòu)(cn?117605712?a中公開)，目的是使靜子葉片角區(qū)分離軸向后移，角區(qū)分離范圍變小，進(jìn)而提高壓氣機(jī)性能，然而，如何通過實(shí)驗(yàn)件、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡單方便地獲得關(guān)于不同引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能的影響的相關(guān)數(shù)據(jù)，成為亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于研究篦齒封嚴(yán)引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能影響的實(shí)驗(yàn)件及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法獲得關(guān)于不同引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能的影響的相關(guān)數(shù)據(jù)的問題。

2、本實(shí)用新型一方面提供了一種用于研究篦齒封嚴(yán)引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能影響的實(shí)驗(yàn)件，包括：篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)和帶冠靜葉，其中，所述篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)包括封嚴(yán)襯套和篦齒封嚴(yán)主體，所述帶冠靜葉為多個(gè)且依次滑動(dòng)連接于所述封嚴(yán)襯套上，所述封嚴(yán)襯套與連接于其外周的帶冠靜葉之間形成一環(huán)形均壓腔，部分或全部所述帶冠靜葉吸力面的底部設(shè)置有與所述環(huán)形均壓腔連通的射流出口，所述封嚴(yán)襯套沿其周向等間隔設(shè)置有與所述環(huán)形均壓腔連通的引氣入口，所述篦齒封嚴(yán)主體與所述封嚴(yán)襯套間隙配合，用于形成壓氣機(jī)級(jí)間篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)。

3、優(yōu)選，所述帶冠靜葉與封嚴(yán)襯套通過燕尾槽結(jié)構(gòu)滑動(dòng)連接。

4、進(jìn)一步優(yōu)選，所述環(huán)形均壓腔的高度為所述封嚴(yán)襯套的高度的0.6～0.8倍，所述環(huán)形均壓腔的寬度＝1.2*引氣入口到射流出口沿封嚴(yán)襯套軸向的投影距離。

5、本實(shí)用新型還提供了一種用于研究篦齒封嚴(yán)引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，包括：靜子機(jī)匣、動(dòng)葉機(jī)匣、轉(zhuǎn)子、帶冠靜葉、動(dòng)葉、篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)、壓力檢測單元和溫度檢測單元，其中，所述篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)包括封嚴(yán)襯套和篦齒封嚴(yán)主體，所述靜子機(jī)匣和動(dòng)葉機(jī)匣配合安裝于所述轉(zhuǎn)子的外部，所述動(dòng)葉固定安裝于所述轉(zhuǎn)子的外周面上，所述帶冠靜葉為多個(gè)且依次滑動(dòng)連接于所述靜子機(jī)匣的內(nèi)周，所述封嚴(yán)襯套與所述帶冠靜葉的另一端依次滑動(dòng)連接且與所述帶冠靜葉之間形成一環(huán)形均壓腔，部分或全部所述帶冠靜葉吸力面的底部設(shè)置有與所述環(huán)形均壓腔連通的射流出口，所述封嚴(yán)襯套沿其周向等間隔設(shè)置有與所述環(huán)形均壓腔連通的引氣入口，所述轉(zhuǎn)子的外周設(shè)置一環(huán)形容腔，所述篦齒封嚴(yán)主體安裝于所述環(huán)形容腔內(nèi)，所述封嚴(yán)襯套與所述篦齒封嚴(yán)主體間隙配合且兩側(cè)分別與所述環(huán)形容腔的壁面形成容腔入口和容腔出口，所述壓力檢測單元包括篦齒封嚴(yán)進(jìn)口總壓探針、篦齒封嚴(yán)進(jìn)口靜壓探針、篦齒封嚴(yán)出口靜壓探針、環(huán)形均壓腔靜壓探針、動(dòng)葉前靜壓探針、帶冠靜葉前緣靜壓探針、帶冠靜葉尾緣靜壓探針、實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)來流進(jìn)口總壓探針、帶冠靜葉出口總壓探針，所述溫度檢測單元包括實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)來流進(jìn)口總溫探針、篦齒封嚴(yán)進(jìn)口總溫探針。

6、優(yōu)選，所述靜子機(jī)匣、動(dòng)葉機(jī)匣、轉(zhuǎn)子均為分體組裝結(jié)構(gòu)。

7、進(jìn)一步優(yōu)選，所述靜子機(jī)匣、動(dòng)葉機(jī)匣、轉(zhuǎn)子均分為對(duì)稱的兩部分并通過螺栓連接，所述靜子機(jī)匣、動(dòng)葉機(jī)匣通過法蘭盤和螺栓連接。

8、進(jìn)一步優(yōu)選，所述靜子機(jī)匣、帶冠靜葉、封嚴(yán)襯套之間均通過滑槽結(jié)構(gòu)連接，所述篦齒封嚴(yán)主體與所述環(huán)形容腔通過滑槽結(jié)構(gòu)連接。

9、進(jìn)一步優(yōu)選，所述封嚴(yán)襯套的兩側(cè)沿其周向分別間隔設(shè)置有篦齒封嚴(yán)進(jìn)口靜壓探孔和篦齒封嚴(yán)出口靜壓探孔，所述篦齒封嚴(yán)進(jìn)口靜壓探針和篦齒封嚴(yán)出口靜壓探針對(duì)應(yīng)安裝于所述篦齒封嚴(yán)進(jìn)口靜壓探孔和篦齒封嚴(yán)出口靜壓探孔內(nèi)，所述封嚴(yán)襯套的容腔入口側(cè)還間隔設(shè)置有篦齒封嚴(yán)進(jìn)口總壓探孔和篦齒封嚴(yán)進(jìn)口總溫探孔，所述篦齒封嚴(yán)進(jìn)口總壓探針和篦齒封嚴(yán)進(jìn)口總溫探針對(duì)應(yīng)安裝于所述篦齒封嚴(yán)進(jìn)口總壓探孔和篦齒封嚴(yán)進(jìn)口總溫探孔內(nèi)，部分所述帶冠靜葉的底部設(shè)置有環(huán)形均壓腔靜壓探孔，所述環(huán)形均壓腔靜壓探針對(duì)應(yīng)安裝于所述環(huán)形均壓腔靜壓探孔內(nèi)，所述動(dòng)葉機(jī)匣上設(shè)置動(dòng)葉前靜壓探孔，所述動(dòng)葉前靜壓探針安裝于所述動(dòng)葉前靜壓探孔內(nèi)，所述靜子機(jī)匣上設(shè)置帶冠靜葉前緣靜壓探孔和帶冠靜葉尾緣靜壓探孔，所述帶冠靜葉前緣靜壓探針、帶冠靜葉尾緣靜壓探針對(duì)應(yīng)安裝于所述帶冠靜葉前緣靜壓探孔和帶冠靜葉尾緣靜壓探孔內(nèi)，所述動(dòng)葉機(jī)匣上還設(shè)置實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)來流進(jìn)口總壓探孔和實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)來流進(jìn)口總溫探孔，所述實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)來流進(jìn)口總壓探針和實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)來流進(jìn)口總溫探針分別安裝于所述實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)來流進(jìn)口總壓探孔和實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)來流進(jìn)口總溫探孔內(nèi)，所述帶冠靜葉出口的輪轂法蘭上設(shè)置五孔氣動(dòng)探針孔及其位移機(jī)構(gòu)，所述帶冠靜葉出口總壓探針安裝于所述五孔氣動(dòng)探針孔內(nèi)，用于探測帶冠靜葉出口的氣動(dòng)參數(shù)。

10、本實(shí)用新型提供的用于研究篦齒封嚴(yán)引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能影響的實(shí)驗(yàn)件通過環(huán)形均壓腔的設(shè)置可過渡引射的氣流，起到均壓射流的效果，保證每個(gè)射流出口對(duì)應(yīng)的壓力一致，另外，環(huán)形均壓腔可以提高靜葉與篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的適配性，無需考慮靜葉與封嚴(yán)襯套上的射流孔一一對(duì)應(yīng)配合的問題，測試不同射流出口效果時(shí)也可消除射流孔沿程阻力損失帶來的影響，最終可實(shí)現(xiàn)多種實(shí)驗(yàn)件組合情況下便捷、低成本的試驗(yàn)研究。

11、本實(shí)用新型提供的用于研究篦齒封嚴(yán)引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，通過更換帶有不同引氣射流結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)件(篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)和/或帶冠靜葉)，可以檢測不同篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)與帶冠靜葉組合情況下該實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)內(nèi)不同位置的壓力和溫度數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過數(shù)據(jù)分析可以得到不同篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)與帶冠靜葉組合結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能的影響，其中，改變引氣射流結(jié)構(gòu)，包括但不限于如下改變：改變引氣入口和射流出口的位置、角度、尺寸等；改變環(huán)形均壓腔的高度和寬度等。被測試的篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的封嚴(yán)襯套與帶冠靜葉之間形成環(huán)形均壓腔，用于過渡引射的氣流，可以起到均壓射流的效果，保證每個(gè)射流出口對(duì)應(yīng)的壓力一致，另外，由于環(huán)形均壓腔的存在，在需要更換帶冠靜葉與篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)時(shí)，無需考慮帶冠靜葉與封嚴(yán)襯套上的射流孔一一對(duì)應(yīng)配合的問題，測試不同射流出口效果時(shí)也可消除射流孔沿程阻力損失帶來的影響，最終可實(shí)現(xiàn)多種實(shí)驗(yàn)件組合情況下便捷、低成本的試驗(yàn)研究，進(jìn)而了解不同篦齒封嚴(yán)引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能影響。

技術(shù)特征：

1.一種用于研究篦齒封嚴(yán)引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能影響的實(shí)驗(yàn)件，其特征在于，包括：篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)和帶冠靜葉(4)，其中，所述篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)包括封嚴(yán)襯套(7)和篦齒封嚴(yán)主體(8)，所述帶冠靜葉(4)為多個(gè)且依次滑動(dòng)連接于所述封嚴(yán)襯套(7)上，所述封嚴(yán)襯套(7)與連接于其外周的帶冠靜葉(4)之間形成一環(huán)形均壓腔(71)，部分或全部所述帶冠靜葉(4)吸力面的底部設(shè)置有與所述環(huán)形均壓腔(71)連通的射流出口(41)，所述封嚴(yán)襯套(7)沿其周向等間隔設(shè)置有與所述環(huán)形均壓腔(71)連通的引氣入口(72)，所述篦齒封嚴(yán)主體(8)與所述封嚴(yán)襯套(7)間隙配合，用于形成壓氣機(jī)級(jí)間篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于研究篦齒封嚴(yán)引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能影響的實(shí)驗(yàn)件，其特征在于：所述帶冠靜葉(4)與封嚴(yán)襯套(7)通過燕尾槽結(jié)構(gòu)滑動(dòng)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于研究篦齒封嚴(yán)引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能影響的實(shí)驗(yàn)件，其特征在于：所述環(huán)形均壓腔(71)的高度為所述封嚴(yán)襯套(7)的高度的0.6～0.8倍，所述環(huán)形均壓腔(71)的寬度＝1.2*引氣入口(72)到射流出口(41)沿封嚴(yán)襯套(7)軸向的投影距離。

4.一種用于研究篦齒封嚴(yán)引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：靜子機(jī)匣(1)、動(dòng)葉機(jī)匣(2)、轉(zhuǎn)子(3)、帶冠靜葉(4)、動(dòng)葉(5)、篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)、壓力檢測單元和溫度檢測單元，其中，所述篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)包括封嚴(yán)襯套(7)和篦齒封嚴(yán)主體(8)，所述靜子機(jī)匣(1)和動(dòng)葉機(jī)匣(2)配合安裝于所述轉(zhuǎn)子(3)的外部，所述動(dòng)葉(5)固定安裝于所述轉(zhuǎn)子(3)的外周面上，所述帶冠靜葉(4)為多個(gè)且依次滑動(dòng)連接于所述靜子機(jī)匣(1)的內(nèi)周，所述封嚴(yán)襯套(7)與所述帶冠靜葉(4)的另一端依次滑動(dòng)連接且與所述帶冠靜葉(4)之間形成一環(huán)形均壓腔(71)，部分或全部所述帶冠靜葉(4)吸力面的底部設(shè)置有與所述環(huán)形均壓腔(71)連通的射流出口(41)，所述封嚴(yán)襯套(7)沿其周向等間隔設(shè)置有與所述環(huán)形均壓腔(71)連通的引氣入口(72)，所述轉(zhuǎn)子(3)的外周設(shè)置一環(huán)形容腔(31)，所述篦齒封嚴(yán)主體(8)安裝于所述環(huán)形容腔(31)內(nèi)，所述封嚴(yán)襯套(7)與所述篦齒封嚴(yán)主體(8)間隙配合且兩側(cè)分別與所述環(huán)形容腔(31)的壁面形成容腔入口(311)和容腔出口(312)，所述壓力檢測單元包括篦齒封嚴(yán)進(jìn)口總壓探針、篦齒封嚴(yán)進(jìn)口靜壓探針、篦齒封嚴(yán)出口靜壓探針、環(huán)形均壓腔靜壓探針、動(dòng)葉前靜壓探針、帶冠靜葉前緣靜壓探針、帶冠靜葉尾緣靜壓探針、實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)來流進(jìn)口總壓探針、帶冠靜葉出口總壓探針，所述溫度檢測單元包括實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)來流進(jìn)口總溫探針、篦齒封嚴(yán)進(jìn)口總溫探針。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于研究篦齒封嚴(yán)引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述靜子機(jī)匣(1)、動(dòng)葉機(jī)匣(2)、轉(zhuǎn)子(3)均為分體組裝結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于研究篦齒封嚴(yán)引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述靜子機(jī)匣(1)、動(dòng)葉機(jī)匣(2)、轉(zhuǎn)子(3)均分為對(duì)稱的兩部分并通過螺栓連接，所述靜子機(jī)匣(1)、動(dòng)葉機(jī)匣(2)通過法蘭盤和螺栓連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于研究篦齒封嚴(yán)引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述靜子機(jī)匣(1)、帶冠靜葉(4)、封嚴(yán)襯套(7)之間均通過滑槽結(jié)構(gòu)連接，所述篦齒封嚴(yán)主體(8)與所述環(huán)形容腔(31)通過滑槽結(jié)構(gòu)連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于研究篦齒封嚴(yán)引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述封嚴(yán)襯套(7)的兩側(cè)沿其周向分別間隔設(shè)置有篦齒封嚴(yán)進(jìn)口靜壓探孔和篦齒封嚴(yán)出口靜壓探孔，所述篦齒封嚴(yán)進(jìn)口靜壓探針和篦齒封嚴(yán)出口靜壓探針對(duì)應(yīng)安裝于所述篦齒封嚴(yán)進(jìn)口靜壓探孔和篦齒封嚴(yán)出口靜壓探孔內(nèi)，所述封嚴(yán)襯套(7)的容腔入口側(cè)還間隔設(shè)置有篦齒封嚴(yán)進(jìn)口總壓探孔和篦齒封嚴(yán)進(jìn)口總溫探孔，所述篦齒封嚴(yán)進(jìn)口總壓探針和篦齒封嚴(yán)進(jìn)口總溫探針對(duì)應(yīng)安裝于所述篦齒封嚴(yán)進(jìn)口總壓探孔和篦齒封嚴(yán)進(jìn)口總溫探孔內(nèi)，部分所述帶冠靜葉(4)的底部設(shè)置有環(huán)形均壓腔靜壓探孔，所述環(huán)形均壓腔靜壓探針對(duì)應(yīng)安裝于所述環(huán)形均壓腔靜壓探孔內(nèi)，所述動(dòng)葉機(jī)匣(2)上設(shè)置動(dòng)葉前靜壓探孔，所述動(dòng)葉前靜壓探針安裝于所述動(dòng)葉前靜壓探孔內(nèi)，所述靜子機(jī)匣(1)上設(shè)置帶冠靜葉前緣靜壓探孔和帶冠靜葉尾緣靜壓探孔，所述帶冠靜葉前緣靜壓探針、帶冠靜葉尾緣靜壓探針對(duì)應(yīng)安裝于所述帶冠靜葉前緣靜壓探孔和帶冠靜葉尾緣靜壓探孔內(nèi)，所述動(dòng)葉機(jī)匣(2)上還設(shè)置實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)來流進(jìn)口總壓探孔和實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)來流進(jìn)口總溫探孔，所述實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)來流進(jìn)口總壓探針和實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)來流進(jìn)口總溫探針分別安裝于所述實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)來流進(jìn)口總壓探孔和實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)來流進(jìn)口總溫探孔內(nèi)，所述帶冠靜葉出口的輪轂法蘭上設(shè)置五孔氣動(dòng)探針孔及其位移機(jī)構(gòu)，所述帶冠靜葉出口總壓探針安裝于所述五孔氣動(dòng)探針孔內(nèi)，用于探測帶冠靜葉出口的氣動(dòng)參數(shù)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種用于研究篦齒封嚴(yán)引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能影響的實(shí)驗(yàn)件及實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，其中，實(shí)驗(yàn)件通過篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)和帶冠靜葉的配合可形成環(huán)形均壓腔，用于過渡引射的氣流，起到均壓射流的效果，可保證每個(gè)射流出口對(duì)應(yīng)的壓力一致，另外，環(huán)形均壓腔可以提高靜葉與篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)的適配性，無需考慮靜葉與封嚴(yán)襯套上的射流孔一一對(duì)應(yīng)配合的問題，測試不同射流出口效果時(shí)也可消除射流孔沿程阻力損失帶來的影響，最終可實(shí)現(xiàn)多種實(shí)驗(yàn)件組合情況下便捷、低成本的試驗(yàn)研究，所述實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)采用上述實(shí)驗(yàn)件對(duì)帶有不同引氣射流結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可了解不同篦齒封嚴(yán)引氣射流結(jié)構(gòu)對(duì)壓氣機(jī)性能影響。

技術(shù)研發(fā)人員：徐文峰,鄒世龍,王榮榮,孫丹,楊立冬,任國哲,宋志豪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽航空航天大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240417
技術(shù)公布日：2024/12/26