【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于流體機械，具體涉及一種抑制軸流機械內泄漏流的多孔翼尖結構及其設計方法。
技術介紹
1、軸流式流體機械廣泛應用于我國工業和民用領域，如風機、泵、壓縮機等。在這些設備中，葉片與殼體之間為防止干涉存在一定間隙，導致高壓流體通過間隙流道泄漏至低壓區域，形成高速泄漏流動，進而產生一系列復雜的旋渦結構。這些渦流不僅會增加流動損失，降低設備效率，還會導致噪聲和振動，甚至在水力機械內引發強烈的空化現象，對葉片和殼體造成空蝕損傷。傳統的抑制方法如增大葉片厚度或安裝梢隙封閉裝置，雖然可以在一定程度上抑制渦流，但也容易造成新的問題，如流動阻力增加、結構復雜性提高、機械性能大幅下降等。
技術實現思路
1、本專利技術針對現有技術的不足，提供了一種抑制軸流機械內泄漏流的多孔翼尖結構及其設計方法。
2、本專利技術所提供的設計方法為：
3、確定原始葉片翼尖載荷分布，采集翼尖附近壓力分布；根據葉片表面壓差沿弦向變化趨勢，確定需處理的翼尖弦長范圍；
4、利用葉片表面最大壓差，計算多孔介質翼尖高度；根據原始葉片厚度，確定多孔介質翼尖厚度；在弦向對葉片表面壓差積分，計算原始翼尖下葉片表面平均壓差；
5、利用壓差減小量表征流動阻力，確定需利用多孔介質區域產生的阻力大小；利用伯努利原理，計算間隙內泄漏流平均速度；
6、建立多孔介質特征參數間定量關系，得到孔隙率與等效粒徑間的第一定量表達；求解孔介質特征參數定量關系，得到孔隙率與比表面積之間的第二定量表達
7、根據第二定量表達和介質性質、運行環境，篩選多孔介質材料；建立物理模型，基于多孔介質流動模擬，進行效果驗證與參數調優；
8、確定最終特征參數，加工多孔介質翼尖。
9、本專利技術的抑制軸流機械內泄漏流的多孔翼尖結構采用上述方法來獲得。
10、本專利技術的增益效果：
11、第一：通過在葉片翼尖部分區域采用多孔介質結構，可以在不同間隙尺度和工況下直接作用于梢隙渦系生成位置，通過粘性耗散方式促進梢隙渦系整體強度減弱，從而減緩流道阻塞、效率下降等問題。
12、第二：多孔介質翼尖對機械效率影響很小，并通過穩定削弱間隙內分離渦及泄漏渦，有助于增強梢隙渦系的時空穩定性，減弱由此引發的流致振動、空蝕、噪聲等問題。
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1.一種抑制軸流機械內泄漏流的多孔翼尖結構設計方法，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述翼尖附近壓力分布以壓力系數形式的載荷分布表征。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述翼尖弦長范圍為工作面和背面之間壓差下降達到60%-70%的翼尖區域。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述計算多孔介質翼尖高度具體是：在翼尖壓差最大位置處，沿葉片展向提取葉片載荷分布，在壓力梯度變化為10%范圍內的展向距離作為多孔介質翼尖高度。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述孔隙率與等效粒徑間的第一定量表達由Ergun方程確立。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：在所述流動模擬過程中加入阻尼源項。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：利用Darcy-Forchheimer方程求解所述阻尼源項，并認為流動在多孔介質內為各向同性。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：確定最終多孔介質特征參數后，根據多孔介質區域幾何參數與葉片主體葉型剪裁出多孔介質翼尖
9.一種抑制軸流機械內泄漏流的多孔翼尖結構，采用權利要求1至8中任一項所述的方法獲得。
...【技術特征摘要】
1.一種抑制軸流機械內泄漏流的多孔翼尖結構設計方法，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述翼尖附近壓力分布以壓力系數形式的載荷分布表征。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述翼尖弦長范圍為工作面和背面之間壓差下降達到60%-70%的翼尖區域。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述計算多孔介質翼尖高度具體是：在翼尖壓差最大位置處，沿葉片展向提取葉片載荷分布，在壓力梯度變化為10%范圍內的展向距離作為多孔介質翼尖高度。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述孔隙率...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐銘佑，畢禎，包福兵，陳林婭，李世姍，陳強，
申請(專利權)人：中國計量大學，
類型：發明
國別省市：
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