[发明专利]一种适用于高温高压矩形试验件的移位测温装置在审

专利信息
申请号: 202010461527.X 申请日: 2020-05-27
公开(公告)号: CN111610028A 公开(公告)日: 2020-09-01
发明(设计)人: 李乐;索建秦;梁红侠;黎明 申请(专利权)人: 西北工业大学
主分类号: G01M15/02 分类号: G01M15/02;G01M15/14
代理公司: 西北工业大学专利中心 61204 代理人: 王鲜凯
地址: 710072 *** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 适用于 高温 高压 矩形 试验 移位 测温 装置
【说明书】:

本发明涉及一种适用于高温高压矩形试验件的移位测温装置,由水冷后测量段腔体、移位机构安装座、移位机构、移位杆、气冷式密封条和多点测温耙组成;整个测量段腔体采用合理的水冷结构实现了高温高压条件下的长时工作;移位机构采用步进电机带动,配合气冷式密封条,实现了传感器在高温高压条件下的“连续”直线移动和“脉冲”直线移动;多点测温耙采用无冷却、全陶瓷结构,避免了水冷或气冷结构对测量结果的干扰,能有效提高测量精度,同时该结构体积小,对燃烧室内流场干扰小。本专利提出的移位测温装置有效解决了燃气轮机矩形燃烧室出口温度分布测量难题,能够实现整个矩形燃烧室出口截面燃气温度的扫描式测量。

技术领域

本发明属于燃气轮机燃烧室及其他燃烧装置的实验研究领域,涉及一种适用于高温高压矩形试验件的移位测温装置,具体是一种适用于矩形通道内高温高压环境下燃气温度的移位测量装置。

背景技术

燃气轮机燃烧室和其他燃烧装置是氧化剂和燃料进行混合燃烧的场所,在燃烧室中将燃料的化学能转化为热能。燃气温度是燃烧室的主要参数之一,需要在燃烧室设计、试验以及部件匹配过程中考虑燃气温度的高低和分布。

以燃气轮机燃烧室为例,涡轮叶片由于同时受机械应力和热应力的影响,导致涡轮对燃烧室出口温度分布有着其特殊要求,因此在燃烧室试验研究中需要准确获得燃烧室出口的温度分布特性。对于先进燃气轮机燃烧室,内部压力高达20~50个大气压,出口平均燃气温度高达1800K以上,热点温度更是高达2000K,如此恶劣的测量环境就要求更加合理的移位机构和热电偶耙设计,保证燃烧室出口截面温度测量的准确性和测量设备的安全性。

针对燃烧室出口测温移位机构,中国航发沈阳发动机研究所申请的专利201721718976.8适用于燃烧室出口参数测量的旋转装置,该装置适用于全环燃烧室的出口温度、燃气取样等实验研究。由于全环燃烧室试验成本昂贵,一般只在最后方案定型阶段进行。在燃烧室方案初步验证和优化阶段,大量的实验研究是在单头部矩形或多头部矩形试验件上开展,因此需要设计适用于矩形通道内高温高压环境下的移位机构。

针对多点测温耙,专利2017108765255提出了一种带水冷结构的多点测温耙,专利201610006837.6提出了一种同时测量燃气轮机燃烧室出口温度与燃烧产物浓度的装置与方法。由于现有的测温耙多采用水冷结构或气冷结构,一方面导致测温耙体积大,对燃烧室内流动影响较大;另一方面不合理的冷却结构会对温度测量结果产生较大影响。为此将提出一种适用于高温环境的无冷却多点测温耙。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处,本发明提出一种适用于高温高压矩形试验件的移位测温装置。在燃气轮机燃烧室试验研究中,为了降低试验成本并缩短研发周期,前期多采用单头部矩形或多头部矩形燃烧室试验件开展性能试验研究。为了解决高温高压矩形燃烧室出口温度测量困难的问题,提出了一种适用于高温高压矩形试验件的移位测温装置,并对现有的多点测温耙进行优化设计,提高移位测温装置的安全性和测量的准确性。

技术方案

一种适用于高温高压矩形试验件的移位测温装置,其特征在于包括水冷后测量段腔体5、移位机构7、移位杆8、气冷式密封条9和多点测温耙10;水冷后测量段腔体5壁为循环连通空腔,空腔上端设有出水接头14,下端设有进水接头13,两端设有水冷后测量段前法兰11和水冷后测量段后法兰12;水冷后测量段腔体5上端面的移位机构安装座6上设有移位机构7,通过移位杆8与气冷式密封条9连接,气冷式密封条9安装在燕尾槽基座15内;气冷式密封条9中部上设有多点测温耙10,多点测温耙主体28伸向水冷后测量段腔体5的腔体内,两端设有冷却空气进口24,与气冷式密封条9内的空腔连通;多点测温耙主体28内,设有多个热电偶丝29,从上至下排布在多点测温耙主体28中形成多个热电偶测点30;所述移位机构7包括步进电机18、丝杠19、底座20、滑块21和滑块连接件22,底座20两端的支架上连接丝杠19,丝杠19上设有滑块21,一端与步进电机18轴连接,滑块21与移位杆8连接。

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