[发明专利]环形燃烧室头部流场试验的模型试验件及测量装置

权利要求书

1.一种环形燃烧室头部流场的测量装置，其特征在于，用于测得环形燃烧室头部流场试验的模型试验件(1)内的空气流场，以模拟获得真实燃烧室内的空气流场，环形燃烧室头部流场试验的模型试验件(1)，用于安装于测量装置的气流输出端上，以模拟真实燃烧室进行流场试验，

模型试验件(1)包括安装于测量装置的气流输出端上的涡流器安装盘(11)、安装于涡流器安装盘(11)上的火焰筒内环(13)以及安装于涡流器安装盘(11)上并环绕于火焰筒内环(13)外的火焰筒外环(12)，

火焰筒内环(13)与火焰筒外环(12)之间形成用于模拟真实燃烧室的环形气腔，且环形气腔的尺寸与模拟试验的真实燃烧室内火焰筒的尺寸相符，

涡流器安装盘(11)上沿环形气腔的周向布设有多个用于安装涡流器的涡流器安装孔，且涡流器安装孔的布设间距与模拟试验的真实燃烧室内涡流器的布设间距相等，从而使测量装置的气流输出端输出的气流从安装于涡流器安装盘(11)上的涡流器进入环形气腔中，进而使环形气腔中模拟形成真实燃烧室内的空气流场；

测量装置包括定位系统(3)、供气系统(2)以及PIV测量系统(4)；

定位系统(3)包括安装于光学平台上的安装座(31)以及安装于安装座(31)上并与供气系统(2)连接的用于安装模拟试验件的气流输送机构(32)；

供气系统(2)包括用于提供气流的气源装置(21)以及用于提供示踪粒子的示踪粒子发生器(22)，气源装置(21)设有用于与气流输送机构(32)连通的主气流输出管路以及与主气流输出管路连通并与示踪粒子发生器(22)连接的副气流输出管路，且示踪粒子发生器(22)的示踪粒子输出口与气流输送机构(32)连通，从而使气源装置(21)产生的一部分气流从主气流输出管路输送至进气管道中，使气源装置(21)产生的另一部分气流从副气流输出管路输送至示踪粒子发生器(22)中并与示踪粒子混合后输送至进气管道中，使气流经气流输送机构(32)从涡流器进入环形气腔中，从而使环形气腔中形成空气流场和示踪粒子的速度场；

PIV测量系统(4)包括用于向环形气腔发射激光以照亮示踪粒子的激光发射单元、用于连续获取示踪粒子的位置图像的图像获取单元以及与图像获取单元连接的用于控制图像获取单元并对示踪粒子的位置图像进行分析和处理的分析处理单元，通过分析处理单元对示踪粒子的位置图像进行分析和处理后，从而测得环形气腔所模拟的真实燃烧室内的空气流场；

图像获取单元包括正对环形气腔拍摄图像的CCD相机(42)以安装于CCD相机(42)的拍摄镜头前端的用于根据环形气腔径向尺寸的大小调节CCD相机(42)的视场范围的可变视场透镜(44)；

气流输送机构(32)包括安装于安装座(31)上并与供气系统(2)连接的稳压筒(322)，与稳压筒(322)的出气端连接的外锥套(323)以及装设于外锥套(323)内的内锥心(324)，

外锥套(323)和内锥心(324)的径向尺寸均沿气流输送方向逐渐变大，涡流器安装盘(11)固定于外锥套(323)的出气端上，内锥心(324)固定于涡流器安装盘(11)的内端面上，从而使外锥套(323)与内锥心(324)之间形成与环形气腔连通的环形通道；

稳压筒(322)通过轴承与安装座(31)转动连接，外锥套(323)的进气端通过固定圈(325)与稳压筒(322)的出气端密封连接，定位系统(3)还包括旋转机构(33)，旋转机构(33)的固定端安装于安装座(31)上，旋转机构(33)的活动端与固定圈(325)连接。

2.根据权利要求1所述的环形燃烧室头部流场的测量装置，其特征在于，

火焰筒外环(12)和火焰筒内环(13)采用透光材质，使PIV测量系统(4)发射的激光沿火焰筒外环(12)的径向透射至环形气腔内并避免环形气腔的内表面产生强烈的反射光。

3.根据权利要求1所述的环形燃烧室头部流场的测量装置，其特征在于，

稳压筒(322)的进气端设有进气管(321)，进气管(321)沿轴向开设有与主气流输送管路连通的主气流口，进气管(321)沿径向开设有与示踪粒子发生器(22)的示踪粒子输出口连通的副气流口。