[发明专利]一种控制多进多出旋转盘腔流动传热现象完全相似的方法

说明书

本申请属于航空发动机试验技术领域，具体涉及一种控制多进多出旋转盘腔流动传热现象完全相似的方法，所述方法包括通过调整旋转盘腔试验件参数，使试验件的进气雷诺数、旋转雷诺数、进气马赫数、绝热指数、普朗特数，以及固体导热系数与气流入口导热系数之比与整机试验相同；对于超过一进一出的旋转盘腔试验件，对超过部分的每一个进口，使其相对于第一个进口的进气无量纲速度比及进气无量纲温度比两个无量纲数与整机试验相同，对超过部分的每一个出口，使其相对于第一个进口的出气无量纲压力比与整机试验相同。本申请通过保证整机试验与部件试验的无量纲数相同，来保证两个多进多出旋转盘腔的流动传热现象完全相似，保证了试验的可靠性。

技术领域

本申请属于航空发动机试验技术领域，特别涉及一种控制多进多出旋转盘腔流动传热现象完全相似的方法。

背景技术

航空发动机是一种典型的高速旋转机械。涡轮盘是航空发动机的重要组成部分。涡轮盘及其周边的静子件组成的腔室称为旋转盘腔。旋转盘腔的流动换热问题在学术界是一个专业的研究领域。

为了降低航空发动机旋转盘腔的试验难度，通常通过相似的方法，将相关的压力温度水平降下来做试验。而在降参数的同时，又需要保证部件试验与整机的真实试验是完全相似的，这样可以使得部件试验的结论能够支撑整机的工作。

传统试验主要通过将部分相关参数进行等比缩放，其缺点在于考虑的参数较少，主要是指传统的相似准则参数存在不考虑可压缩性、不考虑气流的耗散项、不考虑多进多出情况的特点。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种控制多进多出旋转盘腔流动传热现象完全相似的方法，基于理论推导的无量纲参数，可以综合考虑各种因素，通过保证整机试验与部件试验的这些无量纲数相等，就可以保证两个多进多出旋转盘腔的流动传热现象完全相似，即压力、速度、流体温度、固体温度等完全相似。

本申请控制多进多出旋转盘腔流动传热现象完全相似的方法，主要包括：

调整旋转盘腔试验件参数，使所述试验件的进气雷诺数、旋转雷诺数、进气马赫数、绝热指数、普朗特数，以及固体导热系数与气流入口导热系数之比六个无量纲数与整机试验相同；

对于超过一进一出的旋转盘腔试验件，对超过部分的每一个进口，调整相应进口处的旋转盘腔试验件参数，使其相对于第一个进口的进气无量纲速度比及进气无量纲温度比两个无量纲数与整机试验相同，对超过部分的每一个出口，调整相应出口处的旋转盘腔试验件参数，使其相对于第一个进口的出气无量纲压力比与整机试验相同。

优选的是，通过调整部件试验的入口流量，保证部件试验与整机试验的进气雷诺数相等。

优选的是，通过调整部件试验的转速，保证部件试验与整机试验的旋转雷诺数相等。

优选的是，通过调整部件试验的进口速度或温度，保证部件试验与整机试验的进气马赫数相等。

优选的是，通过调整部件试验的气体常数，保证部件试验与整机试验的绝热指数相等。

优选的是，通过调整部件试验的物性参数，保证部件试验与整机试验的普朗特数相等。

优选的是，通过调整部件试验的固体盘的材料，保证部件试验与整机试验固体导热系数与气流入口导热系数之比相等。

优选的是，通过调整部件试验其它进口的进气速度，保证部件试验与整机试验该处进口与第一处进口的进气无量纲速度比相等。

优选的是，通过调整部件试验其它进口的进气温度，保证部件试验与整机试验该处进口与第一处进口的进气无量纲温度比相等。

优选的是，通过调整部件试验其它出口的压力，保证部件试验与整机试验该处出口与第一处进口的进气无量纲压力比相等。