[發(fā)明專利]一種高精準(zhǔn)度進(jìn)氣道流量測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911313227.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN111044252B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周健;劉磊;李紅坤;錢丹丹;唐亞麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01M9/06
• 分類號(hào): G01M9/06
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發(fā)明涉及一種高精準(zhǔn)度進(jìn)氣道流量測(cè)量方法，采用流量測(cè)量裝置進(jìn)行進(jìn)氣道流量測(cè)量，通過(guò)壓力測(cè)量獲得不同半徑截面的壁面靜壓，根據(jù)等熵流動(dòng)關(guān)系式和質(zhì)量守恒關(guān)系式求解得到當(dāng)?shù)亓鲃?dòng)總壓，進(jìn)一步計(jì)算得到進(jìn)氣道出口流量，通過(guò)合理選取兩個(gè)測(cè)量截面，并進(jìn)行精確計(jì)算得以簡(jiǎn)單準(zhǔn)確的獲得進(jìn)氣道內(nèi)流質(zhì)量流量；本發(fā)明通過(guò)壁面靜壓測(cè)量直接解算獲得進(jìn)氣道出口流量，無(wú)需開展總壓耙設(shè)計(jì)與加工，降低了裝置成本，且測(cè)量方式簡(jiǎn)單可靠，可實(shí)現(xiàn)性強(qiáng)；本發(fā)明由于不進(jìn)行總壓測(cè)量，不存在總壓耙對(duì)內(nèi)流道的影響，測(cè)量截面均勻度好，測(cè)量精準(zhǔn)度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高精準(zhǔn)度進(jìn)氣道流量測(cè)量方法，用于風(fēng)洞試驗(yàn)準(zhǔn)確測(cè)量進(jìn)氣道出口流量，屬于流體動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

進(jìn)氣道是吸氣式飛行器的一個(gè)關(guān)鍵部件，它是一個(gè)經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的氣流通道，其作用是對(duì)引入空氣氣流減速增壓后提供給發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室，其性能的優(yōu)劣直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)乃至飛行器的總體性能。進(jìn)氣道風(fēng)洞試驗(yàn)是評(píng)估進(jìn)氣道性能、獲得進(jìn)氣道特性參數(shù)的主要手段，流量系數(shù)是進(jìn)入進(jìn)氣道的實(shí)際流量與進(jìn)氣口捕獲自由流流量之比，是進(jìn)氣道主要特性參數(shù)之一。

為了測(cè)量進(jìn)入進(jìn)氣道的實(shí)際質(zhì)量流量，傳統(tǒng)的方法是在進(jìn)氣道的出口截面上安裝測(cè)壓耙測(cè)量氣流總壓，并在同一測(cè)量截面上沿周向開測(cè)壓孔測(cè)量氣流靜壓，通過(guò)數(shù)據(jù)處理可得到出口截面上的流量，由于氣流流經(jīng)進(jìn)氣道后在出口截面上很不均勻，畸變指數(shù)較高，因此流量的測(cè)量誤差較大，難以滿足當(dāng)前進(jìn)氣道技術(shù)發(fā)展對(duì)風(fēng)洞試驗(yàn)的要求；文式流量測(cè)量法可提高流量的測(cè)量精準(zhǔn)度，但其總壓測(cè)量方式也是通過(guò)總壓耙，且靜壓測(cè)量位于總壓之后，總壓耙所帶來(lái)的壓力損失直接影響到流量測(cè)量的準(zhǔn)度，由于不同流動(dòng)狀態(tài)的存在，總壓耙?guī)?lái)的影響量很難評(píng)估。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種高精準(zhǔn)度進(jìn)氣道流量測(cè)量方法，能夠準(zhǔn)確的獲得進(jìn)氣道出口流量，克服了現(xiàn)有方法測(cè)量裝置復(fù)雜、誤差大等問(wèn)題，通過(guò)測(cè)量不同截面靜壓從而解算獲得進(jìn)氣道出口流量。

本發(fā)明的上述目的主要是通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

一種高精準(zhǔn)度進(jìn)氣道流量測(cè)量方法，采用流量測(cè)量裝置進(jìn)行進(jìn)氣道流量測(cè)量，所述流量測(cè)量裝置包括整流裝置和測(cè)量段，所述整流裝置與待測(cè)進(jìn)氣道試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷倪M(jìn)氣道出口連接，所述測(cè)量段與所述整流裝置連接，具體測(cè)量方法包括如下步驟：

(1)、在所述測(cè)量段上選取兩個(gè)測(cè)量截面，分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)測(cè)量截面的壁面靜壓，所述選取的兩個(gè)測(cè)量截面的面積不同；

(2)、根據(jù)兩個(gè)測(cè)量截面的壁面靜壓得到兩個(gè)測(cè)量截面處馬赫數(shù)的表達(dá)式，再根據(jù)兩個(gè)測(cè)量截面之間流動(dòng)滿足質(zhì)量守恒關(guān)系，計(jì)算得到測(cè)量截面的當(dāng)?shù)亓鲃?dòng)總壓，根據(jù)所述當(dāng)?shù)亓鲃?dòng)總壓反算出兩個(gè)測(cè)量截面中任意一個(gè)截面處的馬赫數(shù)；

(3)、根據(jù)所述截面處的馬赫數(shù)，計(jì)算得到待測(cè)進(jìn)氣道試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷倪M(jìn)氣道流量。

在上述高精準(zhǔn)度進(jìn)氣道流量測(cè)量方法中，所述測(cè)量段包括第一等直段、收縮段、第二等直段和擴(kuò)張段，所述兩個(gè)測(cè)量截面分別在第一等直段和第二等直段上選取。

在上述高精準(zhǔn)度進(jìn)氣道流量測(cè)量方法中，所述選取的兩個(gè)測(cè)量截面中靠近整流裝置的測(cè)量截面的面積較大。

在上述高精準(zhǔn)度進(jìn)氣道流量測(cè)量方法中，所述兩個(gè)測(cè)量截面的直徑比為1：1.5～1：4；所述兩個(gè)測(cè)量截面的之間的距離為上游截面直徑的1倍～3倍。

在上述高精準(zhǔn)度進(jìn)氣道流量測(cè)量方法中，所述兩個(gè)測(cè)量截面中面積較小的測(cè)量截面的面積，大于待測(cè)進(jìn)氣道試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)氣道喉道面積的1.2倍；

在上述高精準(zhǔn)度進(jìn)氣道流量測(cè)量方法中，所述收縮段長(zhǎng)度為靠近整流裝置的測(cè)量截面直徑的1～2倍。

在上述高精準(zhǔn)度進(jìn)氣道流量測(cè)量方法中，所述兩個(gè)測(cè)量截面的壁面靜壓測(cè)點(diǎn)沿截面周向均勻分布，測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)i不小于4。