[发明专利]一种多功能热工流体综合实验测量设备及使用方法

权利要求书

1.一种多功能热工流体综合实验测量设备，其特征在于，包括鼓风机、实验流道、温度测量系统及压力速度测量系统；所述实验流道为实验设备主体，分为冷气流道和燃气流道两部分；所述冷气流道用以模拟涡轮冷却叶片内部的冷气流动，所述燃气流道用以模拟涡轮冷却叶片外部的燃气流动；所述燃气流道和冷气流道两者外形及尺寸一致，均包括扩张段、实验段、收缩段、节流阀，所述燃气流道的扩张段一端与实验段之间设置有加热金属网，加热金属网通电发热，加热燃气流道中的气流，使其温度高于冷气流道中的气流温度，所述冷气流道正对燃气流道的上表面设置有加热金属膜，所述燃气流道和冷气流道的实验段侧壁均设有测压孔，且燃气流道的底板及冷气流道的顶板上均开设有气膜组件安装口，且测压孔所在面与气膜组件安装口所在面垂直设置，所述燃气流道垂直交叉布置于冷气流道上方，用以模拟真实状态下涡轮冷却叶片内部和外部的相对流动状态，且两者通过有孔气膜组件或无孔气膜组件连接，当冷气流道与燃气流道通过有孔气膜组件上的气膜孔相连通，使冷气流入燃气流道实验段，所述燃气流道和冷气流道的扩张段分别与对应的鼓风机连接，温度测量系统由热电偶和热电偶温度采集器构成，所述热电偶与热电偶温度采集器连接，热电偶包括安装于燃气流道和冷气流道实验段进口处及出口处用于测量气流温度的热电偶、分布于燃气流道实验段有孔气膜组件下游顶板上的热电偶矩阵和分布于冷气流道顶板上的热电偶矩阵；压力速度测量系统包括微压计、测压水排、三孔针及测压管，所述测压水排通过测压管分别与燃气流道及冷气流道侧壁上的测压孔连接，测压水排用于测量燃气流道进和冷气流道各截面压力，燃气流道和冷气流道的出口处均安装有三孔针，微压计通过测压管与三孔针连接，微压计和三孔针用于测量燃气流道和冷气流道实验段出口的总静压，并计算出气流速度，所述燃气流道和冷气流道的出口处安装有收缩段，收缩段的圆管部分安装有节流阀。

2.根据权利要求1所述的一种多功能热工流体综合实验测量设备，其特征在于：所述冷气流道的实验段顶板内表面安装有粗糙元，粗糙元分为条状和柱状粗糙元，条状粗糙元成行排布于冷气流道实验段顶板内表面上，单个粗糙元与冷气气流方向垂直或成一定夹角，柱状粗糙元呈矩阵式布置于冷气流道实验段顶板内表面上，粗糙元的横截面形状为不同长宽比的矩形、三角形、或圆形。

3.根据权利要求1所述的一种多功能热工流体综合实验测量设备，其特征在于：所述有孔气膜组件和无孔气膜组件均包括安装法兰及基体，所述基体中部设置有向外凸出的安装法兰，当为有孔气膜组件时，基体上开设有气膜孔，气膜孔孔型包括圆孔、椭圆孔、扩张孔，气膜孔的射流角度分为垂直、顺向、逆向及侧向；当为无孔气膜组件，基体上不开设气膜孔。