压气机静子叶片调节方法及压气机

本公开涉及压气机，尤其涉及压气机静子叶片调节方法及压气机。

背景技术：

1、压气机是通过利用高速旋转的叶片给空气做功来提高空气压力的部件，是航空发动机和燃气轮机等装置的重要组成部分。为了保证压气机稳定工作，需要根据实际情况对流经压气机的气流量进行调节，为此设置压气中各个静子叶片的角度可调节，通过操纵机构调节各个静子叶片同步转动，以同步改变各个静子叶片的转动角度，从而实现对流经压气机气流量的调节。

2、现有技术公开了压气机及其多级可调静叶的调节装置，该调节装置包括驱动单元、传动条、传动齿轮系以及联动环，驱动单元具有第一齿部，传动条成对地设置于第一齿部的两侧并分别可活动地支撑于壳体的外周，两传动条分别在两侧与第一齿部啮合，传动齿轮系包括输入端齿轮以及随输入端齿轮转动而转动的输出端齿轮，输入端齿轮与两传动齿条啮合，联动环的第二齿部分别与可调静叶的传动端以及输出端齿轮啮合。

3、然而，上述方案仍存在如下技术问题：当压气机流场畸变时，压气机同一级的静子叶片的安装角相同，不仅会影响静子叶片与来流的气动匹配，使得静子叶片发生流动损失，还会导致压气机内气流不均匀，影响压气机稳定运行裕度。

技术实现思路

1、基于上述问题，本公开提供了压气机静子叶片调节方法及压气机，能够在压气机流场畸变的情况下，实现静子叶片和流场的气动匹配，减少静子叶片的流动损失，提高压气机的气流均匀性，进而提高压气机稳定运行裕度。

2、一方面，本公开提供一种压气机静子叶片调节方法，包括：获取压气机畸变流场在圆周方向上的参数，建立流场模型，上述参数包括速度、压力和温度；根据上述流场模型，将压气机的位于同一级的多个静子叶片分为n个区域，n为大于1的整数；利用n个调节装置分别对n个区域的上述静子叶片的安装角进行调节，根据上述压气机的运行参数动态调整上述安装角，以实现上述静子叶片与上述畸变流场的气动匹配，任意相邻区域的上述静子叶片的上述安装角不相同，同一区域的上述静子叶片的上述安装角相同。

3、在本公开实施例中，通过传感器监测上述压气机的运行参数，以对上述压气机的性能进行分析和评估，上述运行参数包括转速和空气流量。

4、在本公开实施例中，通过实验测量技术或数值模拟对上述压气机的性能和畸变流场进行测试分析，以评估上述静子叶片的不同安装角对上述压气机的运行参数的影响，其中，上述数值模拟采用cfd工具。

5、在本公开实施例中，还包括：将优化后的上述安装角应用于上述压气机的静子叶片，对上述压气机的静子叶片进行调节，以进行压气机性能的实验验证，根据实验验证的结果，迭代调整上述安装角。

6、在本公开实施例中，同一级的任一上述静子叶片的安装角均由不同的上述调节装置进行单独调节，上述调节装置安装于上述压气机的机匣，若干上述调节装置之间互不干扰且能够稳定地调节上述静子叶片。

7、在本公开实施例中，上述静子叶片包括进口导叶、静叶和出口导叶，根据上述流场模型，利用上述调节装置对上述进口导叶、上述静叶和上述出口导叶中的至少一者的上述安装角进行调节。

8、在本公开实施例中，若干上述调节装置均与控制装置通讯连接，上述控制装置能够控制上述调节装置运动。

9、在本公开实施例中，上述调节装置包括驱动件和作动件，上述驱动件安装于上述压气机的机匣，上述驱动件与上述作动件传动连接，上述作动件用于与上述静子叶片连接。

10、另一方面，本公开还提供一种压气机，上述压气机的静子叶片通过由上述任一方案上述的压气机静子叶片调节方法进行调节，上述压气机还包括轮毂、转子和机匣，上述转子安装于上述轮毂，上述静子叶片安装于上述机匣。

11、在本公开实施例中，基于上述畸变流场的上述流场模型，在上述压气机的相同的径向位置，沿上述压气机的圆周方向，各个上述静子叶片的进口几何角、出口几何角、弦长和最大厚度均不相同。

12、根据本公开的实施例，该压气机静子叶片调节方法通过将同一级的多个静子叶片分为n个区域，并利用n个调节装置分别对n个区域的静子叶片的安装角进行调节，能够实现对同一级的多个静子叶片的安装角的不对称调节，实现同一级静子叶片的非对称设置，能够在压气机的流场畸变的情况下，实现静子叶片与畸变流场的气动匹配，降低静子叶片的损失，改善压气机出口气流的均匀性，提高下游转子的稳定运行裕度，以保障压气机的高效稳定运行；通过根据压气机的运行参数对静子叶片进行动态调整，能够进一步提高静子叶片与畸变流场的气动匹配效果，提高压气机的性能。

技术特征：

1.压气机静子叶片调节方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的压气机静子叶片调节方法，其特征在于，通过传感器监测所述压气机的运行参数，以对所述压气机的性能进行分析和评估，所述运行参数包括转速和空气流量。

3.根据权利要求1所述的压气机静子叶片调节方法，其特征在于，通过实验测量技术或数值模拟对所述压气机的性能和畸变流场进行测试分析，以评估所述静子叶片的不同安装角对所述压气机的运行参数的影响，其中，所述数值模拟采用cfd工具。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的压气机静子叶片调节方法，其特征在于，还包括：将优化后的所述安装角应用于所述压气机的静子叶片，对所述压气机的静子叶片进行调节，以进行压气机性能的实验验证，根据实验验证的结果，迭代调整所述安装角。

5.根据权利要求4所述的压气机静子叶片调节方法，其特征在于，同一级的任一所述静子叶片的安装角均由不同的所述调节装置进行单独调节，所述调节装置安装于所述压气机的机匣，若干所述调节装置之间互不干扰且能够稳定地调节所述静子叶片。

6.根据权利要求4所述的压气机静子叶片调节方法，其特征在于，所述静子叶片包括进口导叶、静叶和出口导叶，根据所述流场模型，利用所述调节装置对所述进口导叶、所述静叶和所述出口导叶中的至少一者的所述安装角进行调节。

7.根据权利要求4所述的压气机静子叶片调节方法，其特征在于，若干所述调节装置均与控制装置通讯连接，所述控制装置能够控制所述调节装置运动。

8.根据权利要求7所述的压气机静子叶片调节方法，其特征在于，所述调节装置包括驱动件和作动件，所述驱动件安装于所述压气机的机匣，所述驱动件与所述作动件传动连接，所述作动件用于与所述静子叶片连接。

9.压气机，其特征在于，所述压气机的静子叶片通过由权利要求1-8中任一项所述的压气机静子叶片调节方法进行调节，所述压气机还包括轮毂、转子和机匣，所述转子安装于所述轮毂，所述静子叶片安装于所述机匣。

10.根据权利要求9所述的压气机，其特征在于，基于所述畸变流场的所述流场模型，在所述压气机的相同的径向位置，沿所述压气机的圆周方向，各个所述静子叶片的进口几何角、出口几何角、弦长和最大厚度均不相同。

技术总结本公开提供压气机静子叶片调节方法及压气机，涉及压气机技术领域。其中，压气机静子叶片调节方法包括：获取压气机畸变流场在圆周方向上的参数，建立流场模型，参数包括速度、压力和温度；根据流场模型，将压气机的位于同一级的多个静子叶片分为N个区域；利用N个调节装置分别对N个区域的静子叶片的安装角进行调节，根据压气机的运行参数动态调整安装角，以实现静子叶片与畸变流场的气动匹配，任意相邻区域的静子叶片的安装角不相同，同一区域的静子叶片的安装角相同。该调节方法能够实现静子叶片与畸变流场的气动匹配，降低静子叶片的损失，改善压气机出口气流的均匀性，提高下游转子的稳定运行裕度，保障压气机的高效稳定运行。技术研发人员：张敏,杜娟,张健,李益涵,连皓军受保护的技术使用者：中国科学院工程热物理研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/4