带有吸力面合成射流结构的透平叶片和具有其的透平的制作方法

本发明涉及的燃气轮机的，具体地，涉及一种带有吸力面合成射流结构的透平叶片和具有其的透平。

背景技术：

1、透平是将高温燃气的热能转化为机械能，并通过旋转方式输出机械功的装置，是燃气轮机的关键部件之一。当前燃气透平普遍采用提高叶片负荷的设计方法，随着叶片负荷的不断提高，透平叶片通道内部不可避免的出现强的二次流动结构，流动损失显著增加。因此，通过合理的流动控制技术对高负荷透平叶片通道内的复杂流动结构以及损失进行控制，提高其气动性能，有重要的学术意义和工程应用价值。其中，二次流由复杂的涡结构组成，其中吸力面侧产生的通道涡对二次流损失的影响最为明显，因此抑制吸力面侧通道涡的发展对降低燃气轮机透平二次流损失尤为重要。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明实施例提出一种带有吸力面合成射流结构的透平叶片，该带有吸力面合成射流结构的透平叶片能够降低透平的二次流损失。

3、本发明实施例还提出一种透平，该透平具有上述实施例的带有吸力面合成射流结构的透平叶片。

4、本发明实施例的带有吸力面合成射流结构的透平叶片包括：叶片本体，所述叶片本体包括吸力面，所述吸力面设有合成射流槽，所述合成射流槽的宽度尺寸和/或深度尺寸在所述叶片本体的高度方向上一致；射流激励装置，所述射流激励装置设在所述合成射流槽的底壁面上，所述射流激励装置的朝向与所述合成射流槽的深度方向一致，以抽吸和吹除所述吸力面附面层上的低能流体。

5、本发明实施例的带有吸力面合成射流结构的透平叶片的吸力面设有合成射流槽，合成射流槽中设有射流激励装置。在透平叶片通道内通道涡形成的位置向叶片下游移动，吸力面侧流动分离现象被抑制，通道涡的强度降低，从而减小二次流损失。

6、在一些实施例中，所述合成射流槽与所述叶片本体的前缘距离为40％c-60％c，其中，c为叶片本体的轴向弦长。

7、在一些实施例中，所述合成射流槽的深度方向与所述吸力面的切线方向之间的夹角的取值范围为30°-60°

8、在一些实施例中，所述合成射流槽的宽度尺寸为0.1％c-1.5％c，其中，c为叶片本体的轴向弦长。

9、在一些实施例中，所述合成射流槽的深度尺寸为0.1％c-1.8％c，所述射流激励装置激发的合成射流的激励频率范围为0.1％f-200％f，其中，f为流场特征频率，c为叶片本体的轴向弦长。

10、在一些实施例中，所述合成射流槽的底壁面设有沟槽，所述射流激励装置设在所述沟槽中，所述沟槽与所述合成射流槽相适配。

11、在一些实施例中，所述射流激励装置激发的合成射流的激励幅值为范围为0.1％u-10％u，其中，u表示进口截面平均速度。

12、在一些实施例中，所述射流激励装置激发的合成射流的初始相位角φ的取值范围为-90°-90°。

13、在一些实施例中，所述射流激励装置激发的合成射流的射流速度usj为：

14、usj(t)＝a·sin(2πft+φ)。

15、本发明实施例的透平包括上述任一实施例的带有吸力面合成射流结构的透平叶片。

技术特征：

1.一种带有吸力面合成射流结构的透平叶片，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的带有吸力面合成射流结构的透平叶片，其特征在于，所述合成射流槽与所述叶片本体的前缘距离为40％c-60％c，其中，c为叶片本体的轴向弦长。

3.根据权利要求1所述的带有吸力面合成射流结构的透平叶片，其特征在于，所述合成射流槽的深度方向与所述吸力面的切线方向之间的夹角的取值范围为30°-60°。

4.根据权利要求1所述的带有吸力面合成射流结构的透平叶片，其特征在于，所述合成射流槽的宽度尺寸为0.1％c-1.5％c，其中，c为叶片本体的轴向弦长。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的带有吸力面合成射流结构的透平叶片，其特征在于，所述合成射流槽的深度尺寸为0.1％c-1.8％c，所述射流激励装置激发的合成射流的激励频率范围为0.1％f-200％f，其中，f为流场特征频率，c为叶片本体的轴向弦长。

6.根据权利要求1所述的带有吸力面合成射流结构的透平叶片，其特征在于，所述合成射流槽的底壁面设有沟槽，所述射流激励装置设在所述沟槽中，所述沟槽与所述合成射流槽相适配。

7.根据权利要求5所述的带有吸力面合成射流结构的透平叶片，其特征在于，所述射流激励装置激发的合成射流的激励幅值范围为0.1％u-10％u，其中，u表示进口截面平均速度。

8.根据权利要求5所述的带有吸力面合成射流结构的透平叶片，其特征在于，所述射流激励装置激发的合成射流的初始相位角φ的取值范围为-90°-90°。

9.根据权利要求1-8所述的带有吸力面合成射流结构的透平叶片，其特征在于，所述射流激励装置激发的合成射流的射流速度usj为：

10.一种透平，其特征在于，包括权利要求1-9所述的带有吸力面合成射流结构的透平叶片。

技术总结本发明公开了一种带有吸力面合成射流结构的透平叶片和具有其的透平，所述带有吸力面合成射流结构的透平叶片包括：叶片本体和射流激励装置，所述叶片本体包括吸力面，所述吸力面设有合成射流槽，所述合成射流槽的宽度尺寸和/或深度尺寸在所述叶片本体的高度方向上一致；所述射流激励装置设在所述合成射流槽的底壁面上，所述射流激励装置的朝向与所述合成射流槽的深度方向一致。本发明的带有吸力面合成射流结构的透平叶片能够降低透平的二次流损失。技术研发人员：肖俊峰,武耀族,高松,李园园,上官博,胡孟起,夏林,史宗历,张蒙,段静瑶受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9