[發(fā)明專利]一種無線控制離心壓氣機(jī)特性及氣動(dòng)失穩(wěn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710984665.4
• 申請(qǐng)日: 2017-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN107545832B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鴻;李湘萍;田俊改;孔慶國(guó);唐云冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)民航大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B25/02
• 分類號(hào): G09B25/02
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學(xué)欣

1.一種無線控制離心壓氣機(jī)特性及氣動(dòng)失穩(wěn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述的系統(tǒng)包括離心壓氣機(jī)試驗(yàn)臺(tái)、無線控制動(dòng)力裝置以及無線數(shù)據(jù)采集裝置；所述的離心壓氣機(jī)試驗(yàn)臺(tái)包括進(jìn)氣口(1)、進(jìn)氣道支撐機(jī)匣(2)、進(jìn)氣道(4)、進(jìn)氣畸變發(fā)生器(5)、壓氣機(jī)(7)、徑向擴(kuò)壓器(8)、軸向擴(kuò)壓器(10)、排氣道外機(jī)匣(13)、排氣道內(nèi)機(jī)匣(14)、錐形節(jié)流閥(15)、節(jié)流閥驅(qū)動(dòng)電機(jī)(16)、插板驅(qū)動(dòng)電機(jī)(17)、壓氣機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(18)、壓氣機(jī)罩殼(19)、擴(kuò)壓器支撐(20)；其中，進(jìn)氣口(1)、進(jìn)氣道(4)、進(jìn)氣畸變發(fā)生器(5)、壓氣機(jī)(7)、徑向擴(kuò)壓器(8)、軸向擴(kuò)壓器(10)、排氣道內(nèi)機(jī)匣(13)和排氣道外機(jī)匣(14)沿進(jìn)氣方向依次連接；其中排氣道外機(jī)匣(13)的直徑大于進(jìn)氣道(4)的直徑，前端與環(huán)形壓氣機(jī)罩殼(19)相連，后端呈開口狀；環(huán)形壓氣機(jī)罩殼(19)的前端與進(jìn)氣道(4)相連；排氣道內(nèi)機(jī)匣(14)為圓桶狀，以外端口在外的方式同軸設(shè)置在排氣道外機(jī)匣(13)的內(nèi)部，前端外部連接擴(kuò)壓器支撐(20)，排氣道外機(jī)匣(13)和排氣道內(nèi)機(jī)匣(14)之間的空間構(gòu)成排氣道；錐形節(jié)流閥(15)以能夠沿排氣道內(nèi)機(jī)匣(14)軸向移動(dòng)的方式設(shè)置在排氣道外機(jī)匣(13)和排氣道內(nèi)機(jī)匣(14)的外端口處，用于通過調(diào)節(jié)排氣道出口面積的方式來控制氣流流量；節(jié)流閥驅(qū)動(dòng)電機(jī)(16)設(shè)置在錐形節(jié)流閥(15)的外側(cè)，并且通過螺桿與錐形節(jié)流閥(15)相連接，錐形節(jié)流閥(15)由節(jié)流閥驅(qū)動(dòng)電機(jī)(16)驅(qū)動(dòng)以改變位置；徑向擴(kuò)壓器(8)和軸向擴(kuò)壓器(10)設(shè)置在壓氣機(jī)罩殼(19)和擴(kuò)壓器支撐(20)之間；進(jìn)氣畸變發(fā)生器(5)安裝在進(jìn)氣道(4)的中部；插板驅(qū)動(dòng)電機(jī)(17)安裝在進(jìn)氣道(4)外部，通過齒輪螺桿與進(jìn)氣畸變發(fā)生器(5)上的插板相連接，通過改變插板的位置來對(duì)進(jìn)入進(jìn)氣道(4)內(nèi)部的氣流造成擾動(dòng)，從而產(chǎn)生畸變流場(chǎng)；壓氣機(jī)(7)安裝在排氣道內(nèi)機(jī)匣(14)的端蓋外部且位于進(jìn)氣道(4)內(nèi)部；壓氣機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(18)設(shè)置在排氣道內(nèi)機(jī)匣(14)的內(nèi)部，并且輸出軸貫穿排氣道內(nèi)機(jī)匣(14)以及擴(kuò)壓器支撐(20)后與壓氣機(jī)(7)相連接；

在進(jìn)氣道(4)上靠近進(jìn)氣道支撐機(jī)匣(2)處設(shè)有一個(gè)進(jìn)氣壓力測(cè)量截面(3)，在該截面上沿進(jìn)氣道(4)的截面周向均勻形成有P1-P6共6個(gè)壁面測(cè)壓孔，其中P1壁面測(cè)壓孔位于0°位置；

在進(jìn)氣道(4)上位于進(jìn)氣畸變發(fā)生器(5)后靠近壓氣機(jī)(7)進(jìn)口處設(shè)有一個(gè)進(jìn)口壓力測(cè)量截面(6)，在該截面上沿進(jìn)氣道(4)的截面周向均勻形成有P1-P6共6個(gè)測(cè)壓孔，其中P1測(cè)壓孔位于30°位置；同時(shí)在0°、75°、180°和225°處沿進(jìn)氣道(4)的截面周向形成有P8-P11共4個(gè)動(dòng)態(tài)壓力測(cè)孔；

在排氣道外機(jī)匣(13)上靠近軸向擴(kuò)壓器(10)出口處設(shè)有一個(gè)出口壓力測(cè)量截面(12)，在該截面上均勻形成有P1-P6共6個(gè)測(cè)壓孔，其中P1測(cè)壓孔位于30°位置；同時(shí)在0°和180°處形成有P7-P8共2個(gè)動(dòng)態(tài)壓力測(cè)孔；

所述的無線數(shù)據(jù)采集裝置包括壓力傳感器、梳式總壓探針、動(dòng)態(tài)總壓探針、振動(dòng)傳感器(9)、轉(zhuǎn)速傳感器(11)、數(shù)據(jù)采集卡(22)、第一無線數(shù)據(jù)發(fā)射/接收模塊(23)、第二無線數(shù)據(jù)接收/發(fā)射模塊(24)和計(jì)算機(jī)(25)；其中進(jìn)氣壓力測(cè)量截面(3)上的每個(gè)壁面測(cè)壓孔內(nèi)設(shè)有一個(gè)壓力傳感器，用于測(cè)量進(jìn)氣流的平均靜壓，以確定壓氣機(jī)(7)不同工作狀態(tài)時(shí)的流量；進(jìn)口壓力測(cè)量截面(6)上的每個(gè)測(cè)壓孔內(nèi)安裝一個(gè)梳式總壓探針，每根梳式總壓探針上沿徑向按等環(huán)面面積中心位置分布4個(gè)總壓測(cè)點(diǎn)，用來測(cè)量壓氣機(jī)(7)的進(jìn)口總壓；出口壓力測(cè)量截面(12)上的每個(gè)測(cè)壓孔內(nèi)安裝一個(gè)梳式總壓探針，每根梳式總壓探針上沿徑向按等環(huán)面面積中心位置分布2個(gè)總壓測(cè)點(diǎn)，用來測(cè)量壓氣機(jī)(7)的出口總壓；進(jìn)口壓力測(cè)量截面(6)和出口壓力測(cè)量截面(12)上的每個(gè)動(dòng)態(tài)壓力測(cè)孔內(nèi)分別安裝一個(gè)動(dòng)態(tài)總壓探針，用于測(cè)量該部位的動(dòng)態(tài)壓力；振動(dòng)傳感器(9)安裝在排氣道外機(jī)匣(13)上，用于監(jiān)測(cè)氣動(dòng)失穩(wěn)時(shí)的振動(dòng)信號(hào)；轉(zhuǎn)速傳感器(11)設(shè)置在壓氣機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(18)的輸出軸上，用于測(cè)量壓氣機(jī)(7)工作時(shí)的轉(zhuǎn)速；數(shù)據(jù)采集卡(22)同時(shí)與上述壓力傳感器、梳式總壓探針、動(dòng)態(tài)總壓探針、振動(dòng)傳感器(9)和轉(zhuǎn)速傳感器(11)相連接，同時(shí)與第一無線數(shù)據(jù)發(fā)射/接收模塊(23)相連接；第二無線數(shù)據(jù)接收/發(fā)射模塊(24)與第一無線數(shù)據(jù)發(fā)射/接收模塊(23)進(jìn)行無線通訊，同時(shí)與計(jì)算機(jī)(25)相連接；

所述的無線控制動(dòng)力系統(tǒng)為電機(jī)控制器(21)，電機(jī)控制器(21)的輸入端同時(shí)與節(jié)流閥驅(qū)動(dòng)電機(jī)(16)、插板驅(qū)動(dòng)電機(jī)(17)、壓氣機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(18)相連，輸出端連接第一無線數(shù)據(jù)發(fā)射/接收模塊(23)。