[發明專利]一種針對航空發動機的兩腔室三壓力區結構安裝邊泄漏檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201510581738.6
• 申請日: 2015-09-14
• 公開（公告）號: CN105387977B
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 艾延廷;孫丹;吳立夫;郝燕平;張成凱;吳天元
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: G01M3/26
• 分類號: G01M3/26
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所(普通合伙) 21229
• 代理人: 李緒巖

1.一種針對航空發動機的兩腔室三壓力區結構安裝邊泄漏檢測方法，采用針對航空發動機燃燒室兩腔室三壓力區的安裝邊泄漏檢測系統，由高壓空氣瓶經加壓閥、電磁閥向試驗件兩個腔室內提供所需壓力的氣體，試驗件的高壓腔室A和低壓腔室B殼體上布置壓力傳感器、溫度傳感器，試驗件螺栓上布置埋入式應變計，壓力傳感器、溫度傳感器和應變計信號分別經由同步數據采集卡和應變儀記錄，并通過計算機的交互界面控制顯示及儲存，同時，電磁閥由采集卡采集到的腔室壓力數值自動控制啟閉狀態，高壓腔室A的腔室氣體通過螺栓連接部位向低壓腔室B、壓力區C區泄漏，假設A向C泄漏率為Q₁，A向B泄漏率為Q₂，Q₁為小量，B腔室氣體將通過彈性片部位向C區泄漏，假設泄漏率為Q₃，通過測量腔室A、B的壓力變化計算A、B泄漏率的方法為：

忽略Q₁，則通過測量腔室A、B的壓力變化計算A、B泄漏率的方法為：

①以相同采集頻率同步采集獲得腔室A、B的壓力p_A(t_i)、p_B(t_i)，以及溫度T_A(t_i)、T_B(t_i)，其中，t_i為數據采集時刻，i＝1,2,3…n，要實現腔室A、B壓力、溫度的同步采集；

②以實時泄漏率為最終考慮的目標，對腔室A，在獲得p_A(t_i)后，其標準狀況下實時泄漏率計算為

式中：

L_A(t_i)：t_i時刻腔室A標準狀況泄漏率，單位為N·cm³/s_；

T_st：標準狀況下大氣溫度，取273.16K；

p_st：標準狀況下大氣壓力，取101325Pa；

V_A：腔室A體積，cm³，測量得到；

p_A(t_i)、T_A(t_i)：t_i時刻測量得到的腔室A內絕對壓力和溫度，單位為Pa、K；

p_A(t_i+1)、T_A(t_i+1)：t_i+1時刻測量得到的腔室A內絕對壓力和溫度，單位為Pa、K；

根據上式和測量數據，求出腔室A在標準狀況下的實時泄漏率L_A(t_i)；

③假設腔室B無泄漏，則根據A的泄漏率，計算腔室B內的壓力隨時間的變化；

由腔室A泄漏至腔室B的氣體量：ΔV＝L_A(t_i)·(t_i+1-t_i)；

ΔV的氣體量引起t_i+1時刻B腔室壓力為：

式中：

R：通用氣體常數；

n_B(t_i)：t_i時刻腔室B內氣體的摩爾數；

考慮到數據采集周期較小，單周期內溫度的變化很小，即T_B(t_i+1)≈T_B(t_i)，則上式變為：

而實際腔室B內測量得到的氣體壓力為p_B(t_i+1)，則腔室B的泄漏率為：

其中，所述針對航空發動機燃燒室兩腔室三壓力區的安裝邊泄漏檢測系統，包括高壓空氣瓶、加壓閥、電磁閥、試驗件、支架、壓力傳感器、溫度傳感器、埋入式應變計、應變儀、同步數據采集卡和計算機；高壓空氣瓶通過加壓閥和電磁閥給試驗件的高壓腔室和低壓腔室供氣，兩個壓力傳感器、溫度傳感器分別連接到高壓腔室和低壓腔室上，試驗件螺栓上布置埋入式應變計，應變儀與埋入式應變計連接，同步數據采集卡與壓力傳感器和溫度傳感器連接，計算機與應變儀、同步數據采集卡連接。