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叶型

/blade profile/
条目作者高丽敏

高丽敏

最后更新 2022-01-20
浏览 120
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叶片某一截面的几何形状。

英文名称
blade profile
所属学科
工程热物理及动力工程

叶型由中弧线、弦长、最大厚度及位置、弯角等几何参数描述。叶型的凸面称为吸力面,凹面称为压力面。对于常规叶型的叶片而言,吸力面表面逆压梯度大,因此吸力面表面的流动较差,经常出现流动分离的现象。在叶型设计中,吸力面型线的设计更为人们所重视,且对叶型性能的影响更大。压力面表面的流动较好,一般不会出现流动分离的现象。

亚声速压气机中所采用的叶型,都是由对称的飞机机翼叶型或薄翼螺旋桨叶型按一定要求弯曲而成的。当已有叶型不能满足设计需要时,需要针对设计条件进行叶型设计。叶型设计方法可分为正命题设计方法和反命题设计方法。通过设计出叶型再求解流场的方法称为正命题设计方法,常见的正设计方法有迭代求解完全径向平衡方程的流线曲率法,和通过选择优化因子对所设计的叶型不断改型从而获得最优叶型的优化设计方法。已知流场中的速度分布,即气流速度沿叶片表面型线的分布情况,和压力分布,反求叶片型面的方法称为反命题设计方法。

为降低跨声速、高声速工况下的波阻损失,同时提高增压能力,高亚声叶型和超声扩压叶型被设计出来。高亚声叶型通过对叶型面几何的控制获得最优叶型表面马赫数分布,以达到最大限度地减少流阻损失的目的。高亚声叶型包括常见的可控扩散叶型等,其中可控扩散叶型的设计通过以任意形式设定中弧线和厚度的分布以使得速度达到预期的分布规律。超声扩压叶型通过对高马赫数条件下产生的强度激波进行控制,减少由强激波/附面层干扰引起的流阻损失。其包括双圆弧叶型、多圆弧叶型等。

此外,还出现了一些新兴叶型用于降低叶型损失,如层流叶型、可控分离叶型等。

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