[发明专利]一种防砂装置性能的计算方法及装置

说明书

本申请提供一种防砂装置性能的计算方法及装置，方法包括：步骤1：通过涡旋管面板模型测压试验，获得不同速度V下的压力测量数据ΔP1，步骤2：根据所述V和ΔP，利用公式ΔP＝av²+bv，得到系数a和系数b；步骤3利用公式和ΔP＝av²+bv关于V的对应关系，计算得到粘性阻力系数和惯性阻力系数C；步骤4：将粘性阻力系数和惯性阻力系数C输入涡旋管面板的计算模型并进行仿真，得到压力仿真数据ΔP2，根据压力仿真数据ΔP2微调粘性阻力系数和惯性阻力系数C，以使得计算模型中的压力测量数据ΔP接近于涡旋管面板的真实压损；步骤5：将粘性阻力系数和惯性阻力系数C，带入防砂装置计算模型进行仿真计算，获取防砂装置的性能数据。

技术领域

本发明涉及机电领域，特别涉及一种防砂装置性能的计算方法及装置。

背景技术

直升机作为一种重要的空中平台，需要经常近地面悬停、起飞和着陆,环境中的砂尘、雨雪等异物若通过进气道进入发动机，将不可避免的对发动机的安全运行产生较大威胁，从而危及飞行安全。因此为保证直升机的飞行安全和性能，现有的直升机一般配装有防砂装置。

目前直升机进气防砂装置应用最为广泛的为多管式防砂装置,其核心单元为涡旋管,涡旋管面板通过集成大量的涡旋管形成防砂装置的功能单元，各功能单元之间通过合理的规划排砂通道形成最终的防砂装置。在进行防砂装置的加工试验前，为尽可能的优化设计方案，需要对防砂装置进行三维建模及仿真，由此不可避免的需要对成百上千的涡旋管进行前处理及计算，带来的巨大计算量及工作时间机几乎无法被工程实践所接受。

发明内容

本申请提供一种防砂装置性能的计算方法，具有快速高效，误差小的优点，在工程计算领域具有较大的应用潜力。

第一方面，本申请提供一种防砂装置性能的计算方法，方法包括：

步骤1：通过涡旋管面板模型测压试验，获得不同速度V下的压力测量数据ΔP1，

步骤2：根据所述V和ΔP，利用公式ΔP＝av²+bv，得到系数a和系数b；

步骤3：根据系数a、系数b、涡旋管面板的厚度Δn、空气的动力粘度μ，利用公式和ΔP＝av²+bv关于V的对应关系，计算得到粘性阻力系数和惯性阻力系数C；

步骤4：将粘性阻力系数和惯性阻力系数C输入涡旋管面板的计算模型并进行仿真，得到压力仿真数据ΔP2，根据压力仿真数据ΔP2微调粘性阻力系数和惯性阻力系数C，以使得计算模型中的压力测量数据ΔP接近于涡旋管面板的真实压损；

步骤5：将粘性阻力系数和惯性阻力系数C，带入1:1的防砂装置计算模型进行仿真计算，获取防砂装置的性能数据；

具体的，性能数据包括防砂装置的总压损失ΔP_总压和分离效率η。

具体的，步骤5包括：

将粘性阻力系数和惯性阻力系数C，带入1:1的防砂装置计算模型进行仿真计算，得到防砂装置的出口总压P_出口和入口总压P_入口；

将所述P_出口和P_入口通过公式计算防砂装置的总压损失ΔP_总压。

具体的，步骤5包括：

通过仿真计算获取不同涡旋管面板在不同位置的涡旋管组的进气量m和扫气比根据进气量和扫气比获取每个涡旋管组的分离效率；

以m_i/m作为加权系数,通过公式计算获取整个装置的分离效率η，其中，为涡旋管组的分离效率，m_i为涡旋管组的进气量，为涡旋管组的扫气比，m为防砂装置总进气量。