[發明專利]壓氣機盤腔卷吸流量比的測量裝置及方法

有效

• 申請號: 202010254226.X
• 申請日: 2020-04-02
• 公開（公告）號: CN113495001B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 林志輝;汪樂;劉洋;顧偉
• 申請（專利權）人: 中國航發商用航空發動機有限責任公司
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 喻學兵

本發明的一個目的在于提供一種壓氣機盤腔卷吸流量比測量裝置，其在真實發動機試車工況下對壓氣機盤腔卷吸流量比進行測量。本發明的另一目的在于提供一種壓氣機盤腔卷吸流量比的測量方法，其采用前述測試裝置進行盤腔卷吸流量比的測量。為實現前述一個目的的壓氣機盤腔卷吸流量比的測量方法包括：設定多級壓氣機盤中任意相鄰兩級壓氣機盤之間的壓氣機盤腔作為測量對象盤腔，測量對象盤腔具有朝向壓氣機盤心軸開放的盤腔入口；設定多個測溫點；獲取測溫點的多個溫度數據，并通過該多個溫度數據計算測量對象盤腔的卷吸流量比。

技術領域

本發明涉及一種壓氣機盤腔卷吸流量比的測量裝置及方法。

背景技術

航空發動機通常需要從壓氣機引出部分壓縮空氣，然后這股氣流經壓氣機盤心沿著軸向向后流動，用于冷卻壓氣機盤并為冷卻渦輪盤提供部分冷氣，該股氣流通常也稱為壓氣機盤心軸向貫通流。

如圖1所示，當壓氣機盤心軸向貫通流9穿過多級壓氣機盤腔8時，有一部分氣流9a會由于盤旋轉的離心作用被卷吸進盤腔80，參與盤腔的換熱，由于質量守恒，這部分氣流會再經由盤腔中下部徑向內流，匯入盤心主流9b，并與主流9摻混。

盤腔卷吸流量是壓氣機盤的換熱邊界條件計算的輸入，它會影響壓氣機盤溫度預估精度及軸向貫通流沿程的氣流溫升的預估精度，甚至會影響到整個發動機設計方案的可靠性。由上述內容可知，壓氣機盤腔開口處的流動情況十分復雜，傳統的流量計測量方法存在不便安裝，難以捕捉具體卷吸位置的難題。如現有技術中有采用PIV技術對盤腔卷吸流量進行監測，然而PIV技術雖可顯示流場，進而統計出壓氣機盤腔卷吸流量比，且使用PIV測速則必須在壓氣機盤上開透光窗口，這對于真實發動機試車時的高轉速、高溫高壓的條件而言，安全風險較大。

故亟需提供一種新的壓氣機盤腔卷吸流量比測試裝置，從而實現在真實發動機試車工況下對壓氣機盤腔卷吸流量比測量。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種壓氣機盤腔卷吸流量比測量裝置，其在真實發動機試車工況下對壓氣機盤腔卷吸流量比進行測量。

本發明的另一目的在于提供一種壓氣機盤腔卷吸流量比的測量方法，其采用前述測試裝置進行盤腔卷吸流量比的測量。

為實現前述一個目的的壓氣機盤腔卷吸流量比的測量方法包括：

設定多級壓氣機盤中任意相鄰兩級所述壓氣機盤之間的壓氣機盤腔作為測量對象盤腔，所述測量對象盤腔具有朝向壓氣機盤心軸開放的盤腔入口；

設定多個測溫點，所述測溫點包括：

多個第一測溫點，設定于所述盤腔入口上游側的所述壓氣機盤與所述壓氣機盤心軸之間；

多個第二測溫點，設定于所述盤腔入口下游側的所述壓氣機盤與所述壓氣機盤心軸之間；以及

多個第三測溫點，設定于所述盤腔入口下游側的所述測量對象盤腔的內側壁面；

獲取所述測溫點的多個溫度數據，所述溫度數據包括：

所述多個第一測溫點的平均溫度數據T₁；

所述多個第二測溫點的平均溫度數據T₂；以及

所述多個第三測溫點的平均溫度數據T_out；

通過公式(1)計算所述測量對象盤腔的卷吸流量比

其中，C_p,1為所述第一測溫點的氣流比熱容，C_p,2為所述第二測溫點的氣流比熱容，C_p,out為所述第三測溫點的氣流比熱容。