[發明專利]一種控制多進多出旋轉盤腔流動傳熱現象完全相似的方法

有效

• 申請號: 201910963921.0
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN110726540B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 李宗超;吳小軍;田申;許亞楠;鄧長春;邱天
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽發動機研究所
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01M15/14
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 劉傳準

本申請屬于航空發動機試驗技術領域，具體涉及一種控制多進多出旋轉盤腔流動傳熱現象完全相似的方法，所述方法包括通過調整旋轉盤腔試驗件參數，使試驗件的進氣雷諾數、旋轉雷諾數、進氣馬赫數、絕熱指數、普朗特數，以及固體導熱系數與氣流入口導熱系數之比與整機試驗相同；對于超過一進一出的旋轉盤腔試驗件，對超過部分的每一個進口，使其相對于第一個進口的進氣無量綱速度比及進氣無量綱溫度比兩個無量綱數與整機試驗相同，對超過部分的每一個出口，使其相對于第一個進口的出氣無量綱壓力比與整機試驗相同。本申請通過保證整機試驗與部件試驗的無量綱數相同，來保證兩個多進多出旋轉盤腔的流動傳熱現象完全相似，保證了試驗的可靠性。

技術領域

本申請屬于航空發動機試驗技術領域，特別涉及一種控制多進多出旋轉盤腔流動傳熱現象完全相似的方法。

背景技術

航空發動機是一種典型的高速旋轉機械。渦輪盤是航空發動機的重要組成部分。渦輪盤及其周邊的靜子件組成的腔室稱為旋轉盤腔。旋轉盤腔的流動換熱問題在學術界是一個專業的研究領域。

為了降低航空發動機旋轉盤腔的試驗難度，通常通過相似的方法，將相關的壓力溫度水平降下來做試驗。而在降參數的同時，又需要保證部件試驗與整機的真實試驗是完全相似的，這樣可以使得部件試驗的結論能夠支撐整機的工作。

傳統試驗主要通過將部分相關參數進行等比縮放，其缺點在于考慮的參數較少，主要是指傳統的相似準則參數存在不考慮可壓縮性、不考慮氣流的耗散項、不考慮多進多出情況的特點。

發明內容

為了解決上述技術問題至少之一，本申請提供了一種控制多進多出旋轉盤腔流動傳熱現象完全相似的方法，基于理論推導的無量綱參數，可以綜合考慮各種因素，通過保證整機試驗與部件試驗的這些無量綱數相等，就可以保證兩個多進多出旋轉盤腔的流動傳熱現象完全相似，即壓力、速度、流體溫度、固體溫度等完全相似。

本申請控制多進多出旋轉盤腔流動傳熱現象完全相似的方法，主要包括：

調整旋轉盤腔試驗件參數，使所述試驗件的進氣雷諾數、旋轉雷諾數、進氣馬赫數、絕熱指數、普朗特數，以及固體導熱系數與氣流入口導熱系數之比六個無量綱數與整機試驗相同；

對于超過一進一出的旋轉盤腔試驗件，對超過部分的每一個進口，調整相應進口處的旋轉盤腔試驗件參數，使其相對于第一個進口的進氣無量綱速度比及進氣無量綱溫度比兩個無量綱數與整機試驗相同，對超過部分的每一個出口，調整相應出口處的旋轉盤腔試驗件參數，使其相對于第一個進口的出氣無量綱壓力比與整機試驗相同。

優選的是，通過調整部件試驗的入口流量，保證部件試驗與整機試驗的進氣雷諾數相等。

優選的是，通過調整部件試驗的轉速，保證部件試驗與整機試驗的旋轉雷諾數相等。

優選的是，通過調整部件試驗的進口速度或溫度，保證部件試驗與整機試驗的進氣馬赫數相等。

優選的是，通過調整部件試驗的氣體常數，保證部件試驗與整機試驗的絕熱指數相等。

優選的是，通過調整部件試驗的物性參數，保證部件試驗與整機試驗的普朗特數相等。

優選的是，通過調整部件試驗的固體盤的材料，保證部件試驗與整機試驗固體導熱系數與氣流入口導熱系數之比相等。

優選的是，通過調整部件試驗其它進口的進氣速度，保證部件試驗與整機試驗該處進口與第一處進口的進氣無量綱速度比相等。

優選的是，通過調整部件試驗其它進口的進氣溫度，保證部件試驗與整機試驗該處進口與第一處進口的進氣無量綱溫度比相等。

優選的是，通過調整部件試驗其它出口的壓力，保證部件試驗與整機試驗該處出口與第一處進口的進氣無量綱壓力比相等。