[發明專利]一種氣動試驗件氣動功率測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201711274551.7
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108562389B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 孫小磊;趙慶軍;張鍇;王云飛;崔偉偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: G01L3/24
• 分類號: G01L3/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種氣動試驗件氣動功率測量裝置及方法，可以用于暫沖式壓氣機實驗臺對壓氣機試驗件的氣動功率測量，測量裝置包括儲氣罐、試驗段、排氣罐和驅動單元，儲氣罐通過管路與試驗段的進氣端連通，排氣罐通過管路與試驗段的排氣端連通，試驗段與儲氣罐之間的連通管路上設置快開閥，試驗段與排氣罐之間的連通管路上設置排氣閥排氣罐還通過管路與一真空泵連通，驅動單元包括電動機和齒輪箱，電動機通過一測扭器與齒輪箱的低速端驅動連接，齒輪箱的高速端通過一飛輪與設置在試驗段中的氣動試驗件驅動聯接，該裝置及方法基于暫沖式壓氣機實驗臺增速過程和減速過程中轉子系統的動能變化，能夠在實驗臺的低速端通過扭矩測量，從而實現壓氣機葉盤的氣動功率測量。

技術領域

本發明涉及一種氣動試驗件氣動功率測量裝置及方法，尤其涉及一種適用于暫沖式壓氣機實驗臺的氣動試驗件氣動功率測量裝置及方法，能夠在實驗臺的低速端通過對轉動系統的扭矩進行測量，從而實現對位于實驗臺高速端的壓氣機葉盤的氣動功率測量。

背景技術

暫沖式壓氣機實驗臺用于壓氣機試驗件的氣動性能測量，壓氣機試驗件的氣動功率是實驗測量的重要部分。對于暫沖式壓氣機實驗臺，以往的壓氣機試驗件的氣動功率往往采用試驗件進出口的總壓、靜壓、總溫等流場參數，通過氣動函數進行計算獲得，這種方法存在的誤差較大，因為在暫沖式實驗中，溫度的測量總是有一定的滯后性，導致溫度數據不準，從而導致壓氣機試驗件的氣動功率計算不準。

發明內容

針對現有技術的缺點和不足，本發明提出了一種氣動試驗件氣動功率測量裝置及方法，可以用于暫沖式壓氣機實驗臺對壓氣機試驗件的氣動功率測量，并給出了該方法進行試驗件氣動功率測量的計算方法。該氣動功率測量裝置及方法基于暫沖式壓氣機實驗臺增速過程和減速過程中轉子系統的動能變化，可以不通過實驗過程中的壓力、溫度等氣動參數的測量結果，僅通過扭矩測量儀測得的扭矩及各部件的轉動慣量，即可測得目標轉速下壓氣機試驗件的氣動功率，避免了溫度測量不準，導致的壓氣機試驗件的氣動功率計算不準的問題。

本發明為實現其技術目的所采用的技術方案為：

一種氣動試驗件氣動功率的測量裝置，用于對氣動試驗件的氣動功率進行測量，其特征在于，所述測量裝置包括儲氣罐、試驗段、排氣罐和驅動單元，其中，

所述儲氣罐通過管路與所述試驗段的進氣端連通，所述排氣罐通過管路與所述試驗段的排氣端連通，所述試驗段與儲氣罐之間的連通管路上設置快開閥，試驗段與排氣罐之間的連通管路上設置排氣閥，所述排氣罐還通過管路與一真空泵連通，

所述驅動單元包括電動機和齒輪箱，所述電動機通過一測扭器與所述齒輪箱的低速端驅動連接，所述齒輪箱的高速端通過一飛輪與設置在所述試驗段中的氣動試驗件驅動聯接，

利用所述測扭器測量增速過程中所述電動機在一預設轉速ω₀及一增速加速度下的扭矩，并利用所述測扭器測量減速過程中所述電動機在所述預設轉速ω₀及一減速加速度下的扭矩，結合所述齒輪箱、飛輪、氣動試驗件各自已知的轉動慣量J₂、J₃、J₄，計算所述氣動試驗件在所述預設轉速ω₀下的氣動功率W_4,g。

優選地，所述測量裝置對氣動試驗件的氣動功率進行測量時，首先對所述氣動試驗件進行增速，具體為：關閉快開閥，利用所述真空泵將所述試驗段抽成真空狀態，起動所述電動機對所述氣動試驗件進行增速，利用所述測扭器測量所述電動機在一預設轉速ω₀及該預設轉速ω₀時已知的增速加速度下的扭矩T_c,i。