[发明专利]一种温度恢复系数测定方法

说明书

本发明提出一种温度恢复系数测定方法，通过自动采集气流总温、气流有效温度、气流总压、气流静压来间接计算温度恢复系数。按照本发明的方法，引入温度恢复系数，对温度传感器的指示温度加以修正，能对流体总温，尤其是高速气流总温达到准确计算的目的。对于不同的温度传感器而言，只需要使用本发明的方法，对其温度恢复系数进行标定即可。

技术领域

本发明涉及气流温度测量，尤其涉及高速气流温度测量，具体涉及一种温度恢复系数测定方法。

背景技术

温度是表征物体状态的特征参数之一，温度测量，在空气动力学试验中有着广泛的应用。为了确定空气的密度、粘性系数和流动速度等,通常都需要测量温度。

气流的总温T_st由静温T_s和动温T_d两部分组成即T_st＝T_s+T_d，其中动温的大小与气流速度的二次方呈正相关关系。在空气动力学领域，高速气流温度的测量一般指气体总温的测量，即气流在绝热滞止状态下所能达到的温度。实测过程中完全绝热滞止是无法实现的，因此即使不存在使用误差的情况下，温度传感器的指示温度也总是小于总温而高于静温。因此，温度的准确测量在空气动力学试验中具有重要的意义。

目前，透平机械行业温度的测量，主要有以下几种类型：

1、对于低速气流(马赫数小于0.15)时：由于气流速度较小，通常可以忽略总温与静温之间的差异，即忽略掉动温，可以认为所测温度等于总温或静温；

2、对于高速气流(马赫数大于0.15)时：

a、管道中安装总温探针，直接测量气流的总温。该总温探针感温元件前带有滞止腔，以使感温元件处的速度最大可能的趋于零。对于滞止式总温探针，气流因未全部滞止使得仍有一部分动温未全部恢复成总温，对测试结果有一定的影响。且由于其感温元件长期暴露在高速气流中，十分容易损坏，造成试验成本的增加。

b、管道中安装温度传感器。由于插入气流的温度传感器(保护套)，总是对气流有扰动作用，且与气流之间存在相对速度，改变了温度传感器周围气流的局部速度，所以直接测出气流总温是无法实现的。实际应用中无法实现气流总温的测量，所测温度实际为气流有效温度。

在透平机械行业应用中，多数情况下，通常都忽略总温与静温之间的差异，即忽略掉动温。但在基础研究中，尤其是在航空发动机、燃气轮机、压缩机基本级等基础研究方面，温度作为性能计算中关键技术参数，直接影响设备的性能计算，总温与静温之间的差异，则不能忽略。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种温度恢复系数测定方法，提高高速气流总温测量精度。

为实现上述目的，本发明拟采取如下技术手段：

一种温度恢复系数测定方法，采用如下公式对温度恢复系数γ进行测定：

其中，T_st为气流总温；

T_p为气流有效温度；

p_st为气流总压；

p_s为气流静压；

k为气流绝热指数，取值界于1-2之间。