[發明專利]一種噴流試驗管路系統的設計方法

有效

• 申請號: 201910021046.4
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN109885871B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 俞悟周;周穎東;施天潤;姜在秀;毛東興;邱昇;英基勇
• 申請（專利權）人: 同濟大學;中國航發商用航空發動機有限責任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

本發明涉及一種噴流試驗管路系統的設計方法，包括步驟：1)根據試驗目標獲取系統的要求參數；2)計算系統的噴口直徑、空壓機容積流量、儲氣罐容積、儲氣罐壓力與供氣時間的關系曲線，根據曲線組和試驗測量時間要求，確定氣源參數，并獲取排氣噪聲聲功率級；3)計算不同口徑閥門的噪聲，確定閥門口徑，確定管路重要控制參量穩壓段管徑以及確定管路中的擴壓段和閥后直管段，根據氣源和管路噪聲源強，以及穩壓段管徑，確定消聲段參數和穩壓段長度，確定收縮段參數；4)根據測量頻率要求和測量距離要求，確定噴嘴前直管段長度、消聲室參數和排氣通道參數。與現有技術相比，本發明具有可靠準確、具有良好的適用性和準確性等優點。

技術領域

本發明涉及噴流試驗管路系統技術領域，尤其是涉及一種噴流試驗管路系統的設計方法。

背景技術

飛機在起飛和著陸時所輻射的高噪聲會造成機場附近區域的嚴重噪聲污染。隨著公眾環保意識的增強、城市居住密度的提高，噪聲成為飛機適航性的主要指標之一，且適航噪聲的限值要求也越來越嚴。飛機的主要噪聲源是發動機噪聲，噴流噪聲是發動機噪聲的主要的噪聲源之一。為適應適航噪聲限值的發展趨勢，噴流噪聲的控制需要進行更深入的研究。噴流噪聲縮比模型試驗是噴流噪聲研究的重要手段，是驗證噴流噪聲理論研究、獲得不同噴口噪聲特性的重要途徑。因此獲得純凈的噴流噪聲是噴流噪聲縮比模型試驗臺架的主要目的。目前，國內外已建成有用于發動機的噴流噪聲的縮比試驗臺架，但各試驗臺架個組成部分的參數相差較大，噴流噪聲試驗臺架管路的系統設計方法還比較缺乏，有必要對噴流臺架管路提出系統優化設計方法，為獲得純凈的噴流噪聲提供指導，并為不同實驗室臺架的試驗數據具有可對比性提供指導。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種噴流試驗管路系統的設計方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種噴流試驗管路系統的設計方法，包括以下步驟：

S1：根據試驗目標，獲取噴流試驗管路系統的要求參數，要求參數包括噴口流速、噴口直徑、測量頻率范圍、測點與噴口的距離、測點與噴口的連線和噴嘴中心線的夾角范圍等。

S2：計算噴流試驗管路系統的噴口直徑、空壓機容積流量、儲氣罐容積、儲氣罐壓力與供氣時間的關系曲線，根據計算的曲線組和試驗測量時間的要求，確定氣源參數，進而獲取排氣噪聲聲功率級。

氣源的供氣時間t的計算具體如下：

其中，m₁為儲氣罐初始的高壓空氣質量。m₂為臨界壓力時的空氣質量，低于臨界壓力氣源無法正常供氣。m₃為噴嘴在單位時間內的噴流質量，m₄為空壓機單位時間內的排氣質量。m₁、m₂、m₃、m₄分別由下式計算：

上式中：P₁為儲氣罐的初始氣壓，優選0.5MPa～10MPa；V₁為儲氣罐容積；

R為理想空氣常數；T₁為儲氣罐氣體的開爾文溫度；

P₂為儲氣罐的臨界氣壓，選取為1～2個大氣壓；

A_e為噴嘴出口截面積；P_e為噴嘴處氣體壓強；

P₀為噴嘴出口外氣體壓強，選取為1個大氣壓；

κ為空氣的比熱比；T_e為噴嘴處氣體的開爾文溫度；