[發明專利]一種基于循環微管路的透平葉片動態測試系統

有效

• 申請號: 202111052954.3
• 申請日: 2021-09-07
• 公開（公告）號: CN113944518B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 張延文;周一帆;張弛舟;韓煜
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F01D21/00
• 分類號: F01D21/00;F01D25/08;F01D25/12;F01D25/16
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 黃雪

本發明提供一種基于循環微管路的透平葉片動態測試系統，包括封閉的保溫體、制冷制熱子系統、測試子系統和控制子系統，保溫體包括外保溫墻和內保溫墻，外保溫墻與內保溫墻之間形成真空腔，內保溫墻圍成測試腔；制冷制熱子系統包括第一微管路、制冷模塊和制熱模塊，第一微管路與制冷模塊和制熱模塊連接，第一微管路設置在內保溫墻中；測試子系統包括溫度傳感器和性能測試組件，溫度傳感器和性能測試組件設置在測試腔中；制冷模塊、制熱模塊、溫度傳感器和性能測試組件均與控制子系統連接。本發明測試系統，可提供?50℃至2000℃的溫度控制環境，可模擬航空發動機工作環境溫度的快速劇烈變化，實現極端條件下透平葉片各項性能指標的動態測試。

技術領域

本發明屬于渦輪檢測技術領域，具體涉及一種基于循環微管路的透平葉片動態測試系統。

背景技術

航空發動機是裝備制造領域的最高端裝備，作為飛機的“心臟”，航空發動機的可靠性和安全性極其重要。而透平葉片則是航空發動機動力輸出的核心部件，對其葉頂間隙的精準、可靠、持續在線監測，是保障發動機安全、高效、長壽命工作的關鍵，也是提高發動機動力輸出、增強戰機作戰能力與戰場生存力的重要前提之一。現如今先進戰機的飛行高度已經達到了20,000m至30,000m，此時大氣溫度低至-50℃左右。因此透平葉片經常承受高負荷和熱沖擊，其工作環境溫度能從低壓壓氣機處的-50℃遞增至燃燒室處的2,000℃，工作環境異常嚴酷。

如何更好的模擬渦輪發動機的工作環境并檢測相關數據便是渦輪檢測技術關鍵，現有高溫檢測系統大多基于馬弗爐結構，可以檢測高溫條件下渦輪的各項參數變化，但現有檢測技術模擬環境單一，切換測試環境繁瑣，不能模擬深冷至高溫環境并測量透平葉片性動態性，更不能模擬航空發動機工作環境溫度的快速劇烈變化。造成了數據上的測量困難以及資源與時間上的浪費。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種基于循環微管路的透平葉片動態測試系統，可提供-50℃至2,000℃的溫度控制環境，可模擬航空發動機工作環境溫度的快速劇烈變化，實現極端條件下透平葉片各項性能指標的動態測試。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種基于循環微管路的透平葉片動態測試系統，包括封閉的保溫體、制冷制熱子系統、測試子系統和控制子系統，所述保溫體包括外保溫墻和內保溫墻，外保溫墻與內保溫墻之間形成真空腔，內保溫墻圍成測試腔；所述制冷制熱子系統包括第一微管路、制冷模塊和制熱模塊，所述第一微管路與制冷模塊和制熱模塊連接，第一微管路設置在內保溫墻中；所述測試子系統包括溫度傳感器和性能測試組件，溫度傳感器和性能測試組件設置在測試腔中；所述制冷模塊、制熱模塊、溫度傳感器和性能測試組件均與控制子系統連接。

作為本發明實施例的進一步改進，還包括驅動子系統，所述驅動子系統包括傳動軸、滑動軸承和電機，滑動軸承設置在內保溫墻上；所述電機與傳動軸連接，傳動軸穿過外保溫墻和滑動軸承，透平葉片裝配在傳動軸上，透平葉片位于測試腔中；電機與控制子系統連接。

作為本發明實施例的進一步改進，還包括輔助管路子系統，所述輔助管路子系統包括第二微管路和輔助模塊，第二微管路與輔助模塊連接，輔助模塊與控制子系統連接；第二微管路分別設置在內保溫墻、傳動軸和滑動軸承中。

作為本發明實施例的進一步改進，所述輔助模塊包括存儲有第二制冷工質的第二制冷工質存儲器、第二制冷工質循環泵和抽氣泵，所述第二制冷工質存儲器和第二制冷工質循環泵連接，第二制冷工質循環泵和第二微管路連接，抽氣泵和第二微管路連接。

作為本發明實施例的進一步改進，所述制熱模塊包括存儲有液態金屬的制熱工質存儲器、制熱工質循環泵、繼電器和電源，制熱工質存儲器和制熱工質循環泵連接，制熱工質循環泵和第一微管路連接，電源的正負極分別通過導線與第一微管路的兩端連接，繼電器設置在導線上，繼電器與控制子系統連接。