本實(shí)用新型涉及一種燃燒室與渦輪的過渡段結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種基于時(shí)序效應(yīng)的燃燒室與渦輪的過渡段結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室出口氣流通常存在嚴(yán)重的溫度梯度，表現(xiàn)為核心存在局部高溫區(qū)即熱斑。一方面，熱斑對(duì)渦輪的可靠性和壽命有重要影響，另一方面，熱斑也引入了時(shí)序效應(yīng)的概念，即熱斑相對(duì)高壓渦輪導(dǎo)葉的周向位置，會(huì)對(duì)渦輪熱負(fù)荷與氣動(dòng)性能產(chǎn)生影響。尤其對(duì)于微小型燃?xì)廨啓C(jī)為了提高緊湊性采用C型過渡段，因此熱斑、時(shí)序效應(yīng)更為復(fù)雜。同時(shí)，燃燒室出口氣流還存在著出口氣流角不均勻的特點(diǎn)，這會(huì)導(dǎo)致氣流在流經(jīng)高壓導(dǎo)葉時(shí)會(huì)產(chǎn)生進(jìn)氣損失。為了解決熱斑對(duì)于高壓渦輪熱力性能的影響，并改善氣流的流動(dòng)，需要設(shè)計(jì)一種過渡段，能基于時(shí)序效應(yīng)，改變熱斑相對(duì)高壓渦輪的周向位置，以到達(dá)控制渦輪表面最高溫度在一定范圍并同時(shí)盡量降低平均溫度的效果，且這種過渡段還能達(dá)到整合氣流的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于時(shí)序效應(yīng)的燃燒室與渦輪的過渡段結(jié)構(gòu)，使其具有整流，提高渦輪效率和改變熱斑周向位置，可以明顯控制高壓渦輪局部高溫和降低平均溫度，延長(zhǎng)高壓渦輪實(shí)用壽命的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案解決上述問題：

一種燃燒室與渦輪的過渡段結(jié)構(gòu)，包括外端壁、內(nèi)端壁以及設(shè)置在所述外端壁與內(nèi)端壁之間的導(dǎo)流板，其特征在于，所述過渡段用于連接回流燃燒室及高壓渦輪，所述外端壁為外周機(jī)匣的內(nèi)表面，所述內(nèi)端壁為輪轂的外表面。所述導(dǎo)流板從過渡段進(jìn)口延伸至出口，從過渡段進(jìn)口流進(jìn)的氣流沿著導(dǎo)流板流向出口，能改變下游高壓渦輪導(dǎo)葉進(jìn)氣角，并改變熱斑周向位置。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)外端壁之間均勻排列著導(dǎo)流板，且導(dǎo)流板進(jìn)口周向位置位于每相鄰兩個(gè)火焰筒正中間，導(dǎo)流板數(shù)量與火焰筒數(shù)量相同。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)流板所使用的材料應(yīng)滿足耐熱性能良好。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)流板的氣流進(jìn)口角由燃燒室出口氣流而定，氣流出口角由高壓導(dǎo)葉進(jìn)口角而定，且?guī)в兄芟蛭恢玫钠D(zhuǎn)角度Ф，可以達(dá)到整流與改變熱斑周向位置的目的。

本實(shí)用新型中，所述導(dǎo)流板偏轉(zhuǎn)角度Ф由如下步驟確定：

步驟1.定義m個(gè)導(dǎo)流板周向偏轉(zhuǎn)角度Δθ，且mΔθ_t＝360°/n，其中n為火焰筒個(gè)數(shù)；

步驟2.分別取Ф＝i×Δθ(i＝0,1,...,m-1)，對(duì)導(dǎo)流板進(jìn)行造型，偏轉(zhuǎn)角為Ф，導(dǎo)流板進(jìn)口角等于燃燒室出口氣流角，出口角等于高壓導(dǎo)葉進(jìn)口角，葉型采用中弧線加厚度分布的造型方法；

步驟3.對(duì)m種帶有導(dǎo)流板的過渡段及一級(jí)高壓渦輪導(dǎo)葉進(jìn)行一體化流熱耦合數(shù)值計(jì)算；

步驟4.提取導(dǎo)葉表面的T_max和T_ave；

步驟5.比較各個(gè)情況下的計(jì)算結(jié)果，在T_max小于導(dǎo)葉材料許用溫度時(shí)，取T_ave最小時(shí)的導(dǎo)葉偏轉(zhuǎn)角Ф，該值對(duì)應(yīng)的導(dǎo)流板為最終選取樣本。

同現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型的燃燒室與渦輪的過渡段結(jié)構(gòu)，包括外端壁、內(nèi)端壁以及設(shè)置在所述外端壁與內(nèi)端壁之間的導(dǎo)流板。所述外端壁為外周機(jī)匣的內(nèi)表面，所述內(nèi)端壁為輪轂的外表面。所述導(dǎo)流板從過渡段進(jìn)口延伸至出口，從過渡段進(jìn)口流過的氣流沿著導(dǎo)流板流向出口，能改變進(jìn)口角，并改變周向位置。該結(jié)構(gòu)的基于時(shí)序效應(yīng)的燃燒室-渦輪過渡段，具有整流，提高渦輪效率和改變熱斑周向位置，可以明顯控制高壓渦輪局部高溫和降低平均溫度，延長(zhǎng)高壓渦輪實(shí)用壽命的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的側(cè)視圖；

圖3為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解。需要說明的是，以下所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不因此而限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。實(shí)際上，在未背離本實(shí)用新型的范圍或精神的情況下，可以在本實(shí)用新型中進(jìn)行各種修改和變化，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。

如圖1-2所示，本實(shí)用新型的燃燒室與渦輪的過渡段結(jié)構(gòu)，包括外端壁1、內(nèi)端壁2以及設(shè)置在外端壁1與內(nèi)端壁2之間的導(dǎo)流板3，導(dǎo)流板3均勻排列在外端壁1與內(nèi)端壁2之間，且導(dǎo)流板3進(jìn)口周向位置位于每相鄰兩個(gè)火焰筒正中間，導(dǎo)流板3的數(shù)量與火焰筒數(shù)量相同，導(dǎo)流板3所使用的材料應(yīng)滿足耐熱性能良好。過渡段用于連接回流燃燒室4及高壓渦輪5，外端壁1為外周機(jī)匣的內(nèi)表面，內(nèi)端壁2為輪轂的外表面。導(dǎo)流板3從過渡段進(jìn)口延伸至出口，從過渡段進(jìn)口流進(jìn)的氣流沿著導(dǎo)流板3流向出口，能改變下游高壓渦輪5導(dǎo)葉進(jìn)氣角，并改變熱斑周向位置。導(dǎo)流板3的氣流進(jìn)口角由燃燒室出口氣流而定，導(dǎo)流板3的氣流出口角由高壓導(dǎo)葉進(jìn)口角而定，且?guī)в兄芟蛭恢媒嵌鹊钠D(zhuǎn)Ф，可以達(dá)到整流與改變熱斑周向位置的目的。

導(dǎo)流板偏轉(zhuǎn)角度Ф由如下步驟確定。

步驟1.定義m個(gè)導(dǎo)流板周向偏轉(zhuǎn)角度Δθ，且mΔθ_t＝360°/n，其中n為火焰筒個(gè)數(shù)；

步驟2.分別取Ф＝i×Δθ(i＝0,1,...,m-1)，對(duì)導(dǎo)流板進(jìn)行造型，偏轉(zhuǎn)角為Ф，導(dǎo)流板進(jìn)口角等于燃燒室出口氣流角，出口角等于高壓導(dǎo)葉進(jìn)口角，葉型采用中弧線加厚度分布的造型方法；

步驟3.對(duì)m種帶有導(dǎo)流板的過渡段及一級(jí)高壓渦輪導(dǎo)葉進(jìn)行一體化流熱耦合數(shù)值計(jì)算；

步驟4.提取導(dǎo)葉表面的T_max和T_ave；

步驟5.比較各個(gè)情況下的計(jì)算結(jié)果，在T_max小于導(dǎo)葉材料許用溫度時(shí)，取T_ave最小時(shí)的導(dǎo)葉偏轉(zhuǎn)角Ф，該值對(duì)應(yīng)的導(dǎo)流板為最終選取樣本。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。