[發明專利]測量高壓管路中高速流體的靜壓的裝置和方法

有效

• 申請號: 201410043772.3
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN103759884A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 曾飛雄;霍西恒;白斌;王大偉;李志茂;杜延平
• 申請（專利權）人: 中國商用飛機有限責任公司;中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究院
• 主分類號: G01L19/00
• 分類號: G01L19/00;G01L19/14
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張蘭英

技術領域

本發明涉及一種高壓管路中高速流體的穩態靜壓的測量，還涉及可變管徑的高壓管路中高速流體的穩態靜壓的測量。

背景技術

飛機的機翼會有結冰現象，從而影響了飛機的安全飛行。為了消除機翼上的結冰，需要設置一套防冰裝置。目前航空工業上，飛機常采用高壓管路用于熱氣防冰供氣。隨著環境條件和工況的變化，需要對高壓管路中的流體的流量進行控制和調整，通常是通過獲取高壓管路中的流體的靜壓來反饋調節防冰活門的開度。

為了獲取管內高速流體的靜壓，通常的做法是在管壁上開一單孔，直接將一引壓管連接到單孔，從而對管道中在該單孔部位的流體進行靜壓測量。該方法由于連接形式簡單、且占用空間小而廣泛用于真實飛機管路靜壓測量和模型試驗件的靜壓測量。

但由于管內的高速流體通常為紊流流動，存在壁面效應，在局部測量點位處，例如單孔所在位置，存在渦流，無法避免動壓對靜壓測量的影響，。且由于管路安裝角度和流體重力的影響，采用管壁單孔進行測量可能存在測量值不穩定以及不能反映高速流體的真實靜壓值而誤差較大的情況。即單孔位置的設置也會影響靜壓測量的數據。因此需要設計一種能夠盡量避免靜壓測量波動、提高測量精度的測試手段。

且由于被測壓的管路管徑多變，例如防冰笛形管會沿機翼展向不斷變徑，還需要提供一種用于測量可變管徑管路的靜壓腔的構造形式，方便一套設備在管道上進行多次靜壓測量。

發明內容

本發明要解決的技術問題是在測量管道中的高速流體的靜壓時能夠得到更能反映高速流體的真實靜壓的數值。

技術術語的解釋：高速流體在其完全不受流速影響方向上測得的壓力為靜壓，在其完全受阻處（流速為零）測得的壓力為全壓。全壓與靜壓之差為動壓。

根據定義，測量靜壓需要完全排除流速造成的影響，管內理想層流狀態時，即沒有紊流現象，從管壁上垂直于管道軸線引出的引壓管測壓得到的就是靜壓。但如果是紊流狀態，則難免會有垂直于管軸線的速度分量，因此所測靜壓會有微小的動壓加成干擾。若沿管壁取多個點引出壓力，在腔內均衡后，再改變一次取壓方向，從垂直于管軸線引壓轉變成平行于管軸線引壓，則能夠最大限度的消除動壓對靜壓測量的影響。

為此，根據本發明的一個方面，提供一種測量高壓管路中高速流體靜壓的靜壓測量裝置，所述靜壓測量裝置包括殼體、在殼體兩側的連接端部、連接于殼體的引壓管和由殼體所限定的封閉的靜壓腔，使得所述靜壓腔和所述引壓管流體連通，在所述管路的被測管段的管壁上設置至少一個取壓孔。所述殼體構造成所述管路能夠延伸穿過所述連接端部和靜壓腔，使得所述靜壓腔通過所述連接端部緊固于所述被測管段而能夠流體密封地可拆卸地固定在所述管段的管壁上，而且所述管段上的取壓孔與所述靜壓腔對齊，從而使所述管段內的流體在管段的取壓孔、所述殼體的靜壓腔和引壓管之間流體連通。還包括壓力測量儀，所述壓力測量儀與所述引壓管流體連通。

在上述靜壓測量裝置的基礎上，所述取壓孔包括在所述被測管段的一個截面上以所述管路的軸線為圓心、沿周向等角度開取的多個取壓孔。

在上述靜壓測量裝置的基礎上，所述取壓孔的直徑為管段的直徑的1/20至1/40。

在上述靜壓測量裝置的基礎上，所述殼體還包括在其側壁上的引壓孔，使得所述引壓孔與所述靜壓腔流體連通；所述引壓管通過所述引壓孔連接于所述殼體，使所述引壓管與靜壓腔流體連通并平行于管段的軸向延伸。

在上述靜壓測量裝置的基礎上，所述靜壓腔設置成與所述管段同軸地軸向延伸，并沿所述管段的橫截面徑向擴展。

在上述靜壓測量裝置的基礎上，所述連接端部包括從所述殼體的兩側軸向朝外延伸的凸緣，所述凸緣能夠流體密封地緊固在所述被測管段的管壁上。

在上述靜壓測量裝置的基礎上，所述凸緣和所述殼體的與所述凸緣相連的所述側壁由彈性材料構成，使得所述凸緣能夠彈性地套接在所述管段的管壁上。

在上述靜壓測量裝置的基礎上，所述凸緣的一部分和所述側壁的與所述凸緣的所述一部分相連的一部分的材料不同于所述凸緣的另一部分和所述側壁的與所述凸緣的所述另一部分相連的另一部分的材料，所述一部分的材料的彈性高于所述另一部分的材料的彈性。

在上述靜壓測量裝置的基礎上，還包括一卡帶，所述凸緣通過所述卡帶緊固到所述被測管段上。

在上述靜壓測量裝置的基礎上，所述殼體的除由彈性材料構成的部分之外的其余部分的材料與所述管段的材料相同。

在上述靜壓測量裝置的基礎上，所述取壓孔構造成使得管段內的流體垂直于管段的軸線流入所述靜壓腔。