一种低损失的发动机预旋供气系统
本发明提供了一种低损失的发动机预旋供气系统，属于航空发动机及燃气轮机技术领域，包括与燃烧室二股流通道出口连接的空气流路，所述空气流路包括依次联通的引气孔、集气腔、预旋喷嘴、预旋腔和接受孔，所述集气腔和预旋腔均为环形腔，所述预旋喷嘴包括形成喷嘴流道的喷嘴外环和喷嘴内环，以及设置在喷嘴流道内的喷嘴叶片，所述喷嘴外环和喷嘴内环子午型线为双向收缩。该低损失的发动机预旋供气系统通过集气腔、喷嘴叶型、接受孔的改进创新可显著降低预旋供气系统的流动损失和冷却空气盘腔耗功，减少耗功量占高压涡轮总功率的0.5%；预旋效率高，预旋温降达85K。
发明专利
CN202310505605.5
2023-05-08
CN116220913A
2023-06-06
F02C7/18(2006.01)
中国航发四川燃气涡轮研究院
黄维娜;刘海祥;王彬;刘强军;陈丹青;谢强;杨家超;程域钊;魏东
610500 四川省成都市新都区新都学府路999号
北京清大紫荆知识产权代理有限公司
张梦龙
四川;51
1.一种低损失的发动机预旋供气系统，其特征在于，所述供气系统包括与燃烧室二股流通道出口连接的空气流路，所述空气流路包括依次联通的引气孔（2）、集气腔（3）、预旋喷嘴（4）、预旋腔（6）和接受孔（8），所述集气腔（3）和所述预旋腔（6）均为环形腔， 所述预旋喷嘴（4）包括形成喷嘴流道的喷嘴外环（5）和喷嘴内环（10），以及设置在喷嘴流道内的喷嘴叶片（11）， 所述喷嘴外环（5）和所述喷嘴内环（10）子午型线为双向收缩。 2.根据权利要求1所述的低损失的发动机预旋供气系统，其特征在于，所述引气孔（2）包括周向均布在所述集气腔（3）壁面上的多个圆柱形孔。 3.根据权利要求1所述的低损失的发动机预旋供气系统，其特征在于，所述集气腔（3）的子午面视图呈渐扩式。 4.根据权利要求1所述的低损失的发动机预旋供气系统，其特征在于，所述喷嘴流道与所述接受孔（8）的径向高度差为： 其中，为所述预旋喷嘴（4）出口与所述接受孔（8）的轴向距离，Vr为所述预旋喷嘴（4）出口气流的径向流速，Vz为所述预旋喷嘴（4）出口气流的轴向流速，Vφ为所述预旋喷嘴（4）出口气流的周向流速，Rp为喷嘴流道的中心线与发动机中心线距离，喷嘴流道与所述接受孔（8）的径向高度差/>指所述接受孔（8）的几何中心与发动机中心线距离Rr和喷嘴流道的中心线与发动机中心线距离Rp的差值。 5.根据权利要求1所述的低损失的发动机预旋供气系统，其特征在于，所述接受孔（8）为均布在发动机的涡轮挡板（7）上的多个跑道型孔，所述跑道型孔数量与发动机涡轮转子叶片数量相同。 6.根据权利要求1所述的低损失的发动机预旋供气系统，其特征在于，所述喷嘴外环（5）的收缩角为β1，所述喷嘴内环（10）的收缩角为β2，则，10°＜β1＜30°，10°＜β2＜30°。 7.根据权利要求1所述的低损失的发动机预旋供气系统，其特征在于，所述引气孔（2）的数量n为： 其中，为引气流量，T*为总温、P*为总压、K为气体常数、M为引气马赫数、Ds为单个引气孔（2）的孔径，q（M）为流量函数。 8.根据权利要求7所述的低损失的发动机预旋供气系统，其特征在于，Ds范围为15mm-25mm，引气马赫数M为0.1-0.2。