[發(fā)明專利]一種具有互換性的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)件及其風(fēng)洞系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810426939.2
• 申請(qǐng)日: 2018-05-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108387358A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 祖迎慶;陳毅;韋宏;丁亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué);中國(guó)航發(fā)商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01M9/04
• 分類號(hào): G01M9/04
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50236
• 代理人: 朱浩

本發(fā)明公開(kāi)了一種具有互換性的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)件及其風(fēng)洞系統(tǒng)，其風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)件由靶板、沖擊板和鋼圈組成，靶板和鋼圈的四周突出于沖擊板的邊沿形成便于卡裝的工字型結(jié)構(gòu)，能夠滿足將不同外形尺寸和結(jié)構(gòu)形式的渦輪葉片元件級(jí)系列化實(shí)驗(yàn)件安裝在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)段上的要求；其風(fēng)洞系統(tǒng)使多種規(guī)格的實(shí)驗(yàn)件能夠在同一個(gè)風(fēng)洞、同一個(gè)實(shí)驗(yàn)段上組裝和互換，并具有極佳的氣密性和減震性，大幅降低了復(fù)合冷卻元件級(jí)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的成本，同時(shí)也提升了實(shí)驗(yàn)精度和實(shí)驗(yàn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及渦輪葉片冷卻元件級(jí)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有互換性的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)件及其風(fēng)洞系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在渦輪葉片冷卻元件級(jí)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中，通常需要對(duì)很多結(jié)構(gòu)相似但物理尺寸不同的實(shí)驗(yàn)件進(jìn)行復(fù)合冷卻系列化測(cè)試。現(xiàn)有技術(shù)中的復(fù)合冷卻實(shí)驗(yàn)通常需要一個(gè)回流式熱風(fēng)洞和直流式風(fēng)洞系統(tǒng)組合才能完成系列化實(shí)驗(yàn)，其中，回流熱風(fēng)洞用來(lái)模擬渦輪葉片外側(cè)高溫燃?xì)獾奈锢項(xiàng)l件，而通過(guò)穩(wěn)壓箱連通到回流熱風(fēng)洞的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段側(cè)部的直流式風(fēng)洞提供的二次流，用來(lái)模擬葉片內(nèi)部冷氣冷卻葉片的物理?xiàng)l件。對(duì)應(yīng)的，現(xiàn)有的渦輪葉片元件級(jí)系列化冷卻實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)件，主要由沖擊板、墊板和靶板三部分組成，每塊板子的結(jié)構(gòu)外形都是平板沒(méi)有任何拐角，其安裝在穩(wěn)壓箱內(nèi)的靠近風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段的一端。

由于一個(gè)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段的結(jié)構(gòu)以及外形尺寸是固定的，系列化實(shí)驗(yàn)中不同的實(shí)驗(yàn)件無(wú)法直接在傳統(tǒng)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而，為完成實(shí)驗(yàn)件的系列化實(shí)驗(yàn)，通常需要用到多個(gè)不同規(guī)格的實(shí)驗(yàn)段來(lái)安裝對(duì)應(yīng)規(guī)格的實(shí)驗(yàn)件，這種方法不僅人力財(cái)力資源投入巨大，而且浪費(fèi)了寶貴的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，降低了實(shí)驗(yàn)效率，尤其是對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件有要求的傳熱實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)更是這樣，實(shí)驗(yàn)時(shí)間越長(zhǎng)，外界環(huán)境變化就越大，實(shí)驗(yàn)結(jié)果中人為誤差也就越大。

因而，如何在保證諸如氣密性、減震性等實(shí)驗(yàn)基本要求的情況下解決風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段上系列化實(shí)驗(yàn)件的安裝問(wèn)題，是現(xiàn)有系列化實(shí)驗(yàn)件的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中必須面對(duì)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

介于上述情況，本發(fā)明提出一種具有互換性的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)件及其風(fēng)洞系統(tǒng)，其風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)件的結(jié)構(gòu)能夠能夠滿足將不同外形尺寸和結(jié)構(gòu)形式的渦輪葉片元件級(jí)系列化實(shí)驗(yàn)件安裝在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)段上的要求，且其風(fēng)洞系統(tǒng)使多種規(guī)格的實(shí)驗(yàn)件能夠在同一個(gè)風(fēng)洞、同一個(gè)實(shí)驗(yàn)段上組裝和互換，并具有極佳的氣密性和減震性，大幅降低了復(fù)合冷卻元件級(jí)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的成本，同時(shí)也提升了實(shí)驗(yàn)精度和實(shí)驗(yàn)效率。

一方面，本發(fā)明提出一種具有互換性的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)件，包括：有序排布有多個(gè)氣膜孔的靶板，以及安裝在靶板一面上的沖擊板，所述沖擊板上對(duì)應(yīng)靶板的每個(gè)氣膜孔開(kāi)設(shè)有通風(fēng)孔，所述沖擊板的兩面都設(shè)置有凹槽，所述通風(fēng)孔均開(kāi)設(shè)在所述凹槽內(nèi)，所述靶板通過(guò)螺栓固定到?jīng)_擊板的一面上，所述沖擊板的背離靶板一面設(shè)置一鋼圈，所述鋼圈的內(nèi)環(huán)面位于凹槽之外；所述靶板和鋼圈的四周均突出于對(duì)應(yīng)一側(cè)的沖擊板的邊沿。

進(jìn)一步地，所述凹槽外側(cè)的沖擊板上環(huán)設(shè)有多個(gè)螺紋固定孔，所述氣膜孔外側(cè)的靶板上對(duì)應(yīng)每個(gè)螺紋固定孔設(shè)置有螺栓連接孔，所述螺栓穿過(guò)螺栓連接孔螺接到對(duì)應(yīng)的螺紋固定孔上。

進(jìn)一步地，所述螺栓連接孔為沉頭孔，對(duì)應(yīng)的，所述螺栓為沉頭螺栓。

進(jìn)一步地，所述沖擊板的設(shè)置鋼圈一側(cè)的凹槽的槽壁上，均勻開(kāi)設(shè)有垂直貫通到?jīng)_擊板的四個(gè)側(cè)面的連接孔，所述鋼圈通過(guò)所述連接孔連接到?jīng)_擊板上。

上述的具有互換性結(jié)構(gòu)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)件，其靶板和鋼圈的突出于的沖擊板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，形成了一種具有互換性的安裝結(jié)構(gòu)，使得不同規(guī)格的實(shí)驗(yàn)件安裝在同一個(gè)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段上成為可能，實(shí)驗(yàn)者只需將風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)件各部件的最外側(cè)尺寸調(diào)整到滿足風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段的實(shí)驗(yàn)要求即可，簡(jiǎn)單組裝之后即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，大幅降低了復(fù)合冷卻元件級(jí)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的成本，同時(shí)也提升了實(shí)驗(yàn)精度和實(shí)驗(yàn)效率。

另一方面，本發(fā)明提出一種風(fēng)洞系統(tǒng)，使用前述的具有互換性的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)件，還包括：回流式熱風(fēng)洞以及通過(guò)穩(wěn)壓箱連通到回流式熱風(fēng)洞的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段側(cè)部的直流式風(fēng)洞，所述穩(wěn)壓箱與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段通過(guò)互換連接結(jié)構(gòu)可拆卸連接，所述具有互換性結(jié)構(gòu)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)件可拆卸的安裝于所述互換連接結(jié)構(gòu)上。