[發明專利]一種發動機整機條件下高低壓渦輪膨脹比獲取方法

有效

• 申請號: 202110678694.4
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113221294B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 阮文博;好畢斯嘎拉圖;張雪冬;陳仲光;張志舒;邴連喜;袁繼來;張志成
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽發動機研究所
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F111/10
• 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，具體涉及一種發動機整機條件下高低壓渦輪膨脹比獲取方法。包括：步驟S1、獲取壓氣機出口總壓、主燃燒室總壓恢復系數及高壓渦輪出口總壓；步驟S2、確定高壓渦輪膨脹比；步驟S3、獲取低壓渦輪出口總壓P₅；步驟S4、確定高壓渦輪膨脹比。本申請獲取的整機條件下高、低壓渦輪膨脹比是基于整機實際測量試驗數據得到的，可以獲得更準確的整機條件下高、低壓渦輪膨脹比評估結果，對實現整機性能和整機條件下渦輪部件性能更精準的評估具有重要的意義。

技術領域

本申請屬于航空發動機試驗技術領域，特別涉及一種發動機整機條件下高低壓渦輪膨脹比獲取方法。

背景技術

隨著對航空發動機整機性能研究的不斷深入，雙轉子渦扇發動機整機條件下高、低壓渦輪膨脹比準確評估逐漸成為急需解決的問題之一，它直接影響整機匹配及部件的性能評估。

目前整機條件下可以測量雙轉子渦扇發動機壓氣機及渦輪后機匣支板出口總壓，通過性能仿真模型及部件試驗結果獲得高、低壓渦輪膨脹比，但是由于整機條件下受渦輪結構、高溫高壓測試環境及測量受感部的限制，現有測量手段通常僅能實現低壓渦輪出口壓力的測量，而無法獲得直接測量渦輪的進口壓力，進而獲得高、低壓渦輪膨脹比，因此無法對整機性能及渦輪部件在整機條件下的性能進行準確評估。

現有的技術方法是結合整機部分流道截面壓力測量結果，采用發動機總體性能仿真模型計算得到整機條件下的高、低壓渦輪膨脹比，由于部件試驗條件和整機環境差異大，通常不能模擬不同工作環境條件，致使部件特性與其在整機上的真實表現存在較大差異，加之受總體性能仿真模型的計算精度的影響，計算所得高、低壓渦輪膨脹比可能和實際結果偏差較大，會影響整機及渦輪部件性能在整機條件下的評估及整機性能匹配優化硬件資源的確定，在技術層面還不能很好地實現工程應用。

發明內容

為了解決上述問題，本申請提供了一種發動機整機條件下高低壓渦輪膨脹比獲取方法，包括：

步驟S1、步驟S1、獲取壓氣機出口總壓P₃、主燃燒室總壓恢復系數σ_3-4及高壓渦輪出口總壓P₄₃；

步驟S2、確定高壓渦輪膨脹比π_TH：π_TH＝P₃*σ_3-4/P₄₃；

步驟S3、獲取低壓渦輪出口總壓P₅；

步驟S4、確定高壓渦輪膨脹比π_LH：π_LH＝P₃*σ_3-4/(π_TH*P₅)。

優選的是，步驟S1中，獲取壓氣機出口總壓P₃包括：在壓氣機出口采用弧形耙，在整機條件下測量壓氣機出口不同葉柵通道、不同徑向高度的多個壓氣機壓點壓力，根據所述壓氣機壓點壓力確定所述壓氣機出口總壓P₃。

優選的是，步驟S1中，根據所述壓氣機壓點壓力確定所述壓氣機出口總壓P₃包括：

對不同葉柵通道不同徑向高度的弧長進行積分，獲得總壓弧長積分值；

將所述總壓弧長積分值的平均值作為所述壓氣機出口總壓P₃。

優選的是，所述總壓弧長積分值為

其中，n為總壓測點數，P_3-i-j-k為第k個測點總壓值，L_i-j-k為第k個測點總壓代表的弧長。