[发明专利]一种合页式可调畸变发生器模型实验台

说明书

本发明公开了一种合页式可调畸变发生器模型实验台，包括发生管道、大功率离心风机和电动阀门；发生管道包含依次相连的喇叭口、入口测量段、实验段、出口测量段和扩张段；实验段安装有畸变发生器；本发明采用直流吸气式布局，气流由喇叭口集中后进入入口测量段，再经过实验段产生畸变后进入出口测量段，然后经由扩张段后进入离心风机，最后经过电动阀门并排出。本发明能够快速低成本地获得合页式可调畸变发生器不同几何状态下产生的畸变流场，获得畸变发生器状态与产生畸变流场之间规律，为研究此新型畸变发生器调节方法及效果提供技术支持。

技术领域

本发明涉及航空发动机以及流体参数测量技术领域，尤其涉及一种合页式可调畸变发生器模型实验台，适用于研究合页式可调畸变发生器在不同来流马赫数下所产生的总压畸变流场预测及调节指导方法。

背景技术

实际应用中，航空发动机几乎无一例外的必须在非均匀进气条件下工作，即在进口流场畸变下工作进口流场畸变会对发动机的气动性能产生巨大影响，主要包括：影响航空发动机的稳定边界，一般令发动机的稳定边界向下移动，使其喘振裕度降低，降低发动机整体性能，严重时可能会导致发动机发生旋转失速，喘振，发动机各部件发生重大损坏，熄火停车等问题。

综上所述，在发动机的设计与研发过程中，实时的开展发动机进气总压畸变实验及数值模拟研究，以此为依据指导和修改发动机设计，并最终符合航空发动机稳定性评定要求是必不可少的环节，目前进行总压畸变实验的常规方法是：通过总压畸变发生器在发动机进口截面生成畸变流场，以此模拟发动机在进气畸变情况下的工作状态，该领域已发展出多种形式的的总压畸变发生器，如畸变网、模拟板、随机频率模拟器、平面波模拟器、唇口装置等，但上述装置大多存在着设计使用过程繁琐、通用性较差、成本高昂等缺点。

为解决上述问题，学界提出了一种全新的总压畸变发生装置，其采用垂直夹板互相平行地间隔安装，在夹板间的通道内安装大小相等的合页，合页由推杆，气缸等控制组件实现远程控制，可自由调节其开合角度，作为畸变元件，合页的开合角度决定了其对下游气流影响的范围及强度。使用时，通过远程控制各个合页的开合角度，即可在下游产生合适的畸变流场。

为了研究此新型畸变发生装置的实际效果，了解合页开合角度对实际产生的畸变流场影响的规律，并通过人工神经网络算法预测畸变发生器在不同形态下产生的畸变流场，开发合页调节预测程序指导合页调节，需进行大量的实验来获得样本，进行人工神经网络的训练，从而得出调节规律。如果采用真实的畸变发生器在航空发动机实验台上开展实验研究，则必然成本高昂，且如发现问题需要重新设计改进畸变发生装置，则必然导致研发经费浪费、研发周期延长。如采用数值模拟进行研究，则需面临计算结果与真实结果存在误差，且普通计算机算力不足难以满足需求等问题。

因此需要一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种合页式可调畸变发生器模型实验台，在合页式可调畸变发生器设计研发过程中即开展此畸变发生器状态调节对生成畸变流场的变化规律展开研究，快速获得不同状态下生成的畸变流场，获得大量样本用以指导和设计调节指导程序。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种合页式可调畸变发生器模型实验台，包括发生管道、大功率离心风机和电动阀门；

所述发生管道包含依次相连的喇叭口、入口测量段、实验段、出口测量段和扩张段，其中，入口测量段、出口测量段均为直径为R的直管，扩张段为沿来流方向截面积逐渐增大的管道；

所述入口测量段的进口端和所述喇叭口的出口段密闭相连，且入口测量段的进口处周向均匀设有若干稳态壁面静压测点，用于测量来流静压；

所述实验段包含前管、畸变发生器和后管，所述前管、后管均为直径为R的直管；

所述畸变发生器包含箱体、抽拉架和合页模块；