[发明专利]抽吸式跨声速平面叶栅试验台进气装置

说明书

本发明公开了一种抽吸式跨声速平面叶栅试验台进气装置，包括进气前段、进气中段和进气尾段，所述进气尾段设有PIV示踪粒子投放器，所述PIV示踪粒子投放器的横向截面上具有迎向进风来向的迎风面和背离进风来向的背风面，所述迎风面的横截面曲线为弧线，背风面的横截面曲线为由所述弧线的两端逐渐向后缩小的结构，缩小结构的端部设有PIV示踪粒子投放器的粒子投放出口；本发明采用三段式结构，组装加工均较为简单，同时，优化PIV示踪粒子投放器的型线构造，实现了PIV示踪粒子的快速均匀掺混，保证了抽吸式跨声速平面叶栅风洞对均匀来流的要求；本发明很好的在不改变进气流场均匀性的前提下在抽吸式跨声速平面叶栅试验进气装置中加入了PIV示踪粒子投放装置，该方案具有结构简单、容易实施等诸多优点。

技术领域

本发明涉及风洞试验装置或部件，具体涉及一种抽吸式跨声速平面叶栅试验台进气装置。

背景技术

风洞试验台是从事航空航天飞行器研制和空气动力学研究最基本的试验设备。其中平面叶栅试验台是测量涡轮叶片气动性能和气膜冷却性能的重要装置，为航空发动机涡轮叶片设计提供了重要的试验数据。

现有技术中，平面叶栅试验装置主要采用传统接触式测量技术获取叶栅进出口流场信息，主要通过引压孔获取流场中某一点的总静压以及多孔探针获取流场中某一点的速度大小与方向。随着测量技术的发展，各种光学非接触式测量技术因其对流场几乎不会造成影响，越来越受到科研工作者的青睐，且相比较于传统单点测量技术，光学测量技术可获取整个试验段流场信息，比如PIV示踪粒子检测方法，在流场中投放PIV示踪粒子，能在同一瞬态记录下大量空间点上的速度分布信息，并可提供丰富的流场空间结构以及流动特性；由于在流场中投放示踪粒子并且需要投放装置，则会对流场造成一定的影响，因而可能会影响最终的检测结果，因此，需要对实验进气装置以及投放装置进行设计改造，尽量减少甚至消除由于投放PIV示踪粒子导致的对最终检测结果的影响。

因此，需要对现有的试验进气装置进行改进，具有投放PIV示踪粒子的装置，并且对流场本身不具有干扰影响，从而保证检测结果的准确性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种抽吸式跨声速平面叶栅试验台进气装置，具有投放PIV示踪粒子的装置，并且对流场本身不具有干扰影响，从而保证检测结果的准确性。

本发明的抽吸式跨声速平面叶栅试验台进气装置，包括进气前段、进气中段和进气尾段，所述进气尾段设有PIV示踪粒子投放器，所述PIV示踪粒子投放器的横向截面上具有迎向进风来向的迎风面和背离进风来向的背风面，所述迎风面的横截面曲线为弧线，所述背风面的横截面曲线为由所述弧线的两端逐渐向后缩小的结构，缩小结构的端部设有PIV示踪粒子投放器的粒子投放出口。

进一步，所述PIV示踪粒子投放器为条状且沿所述进气尾段的横向穿过所述进气尾段，迎风面为由所述弧线形成的弧面；所述粒子投放出口为多个且沿PIV示踪粒子投放器的长度方向分布。

进一步，所述进气前段为喇叭口结构；所述进气中段为由圆形过渡到方形的圆转方结构，且所述圆转方结构为前小后大的扩口结构；所述进气尾段为方形平直段。

进一步，所述进气前段的纵向截面的型线公式为：R²＝a²cos2α，(0.6D＜a＜0.8D)，D为喇叭口出口直径，R为某一点的曲率半径，d为型线在某一点和同一纵向截面上喇叭口起点(进口处)之间的连线与中心轴线之间的夹角；所述进气中段的纵向截面的型线为由前到后的流线追踪与由后到前的流线追踪加权平均后所得线型。

进一步，所述背风面的横截面曲线为由所述弧线的两端逐渐向后缩小的两条二次曲线，两条二次曲线形成的曲面的端部相交于一平面，多个所述粒子投放出口分布于所述平面；所述粒子投放出口的直径与所述平面宽度之比为0.3-0.6，开孔密度为10％-20％。

进一步，所述迎风面的弧面直径与进气尾段长度的比例不大于0.1。