[发明专利]轴流压气机叶顶间隙流对失速影响的试验台及试验方法

说明书

公开了一种轴流压气机叶顶间隙流对失速影响的试验台及试验方法，轴流压气机叶顶间隙流对失速影响的试验台中，七点总压总温复合探针布置于轴流压气机的上游截面，五点总压探针布置于轴流压气机的下游截面，压力扫描阀连接七点总压总温复合探针和五点总压探针的压力测量通道，热电偶采集仪连接七点总压总温复合探针的温度测量通道，激光内窥镜位于静叶的叶道，激光发生器发出的激光经导光臂和激光内窥镜投射到动叶的叶顶间隙以形成平面片光，示踪粒子发生器布置于喇叭口前方以持续不断地产生被吸入轴流压气机的示踪粒子，CCD相机垂直对准平面片光以拍摄图像，采集装置连接压力扫描阀、热电偶采集仪和CCD相机。

技术领域

本发明属于轴流压气机试验技术领域，特别是一种轴流压气机叶顶间隙流对失速影响的试验台及试验方法。

背景技术

航空发动机轴流压气机的尺寸(特别是叶尖间隙)一般比较小，难以进行实验测量。以航空发动机轴流压气机为原型机，通过一定的气动相似准则得到的低速大尺寸模型，其内部的流动情况与原型机类似。搭建低速大尺寸轴流压气机实验台，可以实现对压气机外特性及叶顶间隙流等流动细节的高精度测量，为深入探究多级压气机内部复杂流动提供实验支撑，为发展高可置信度流场预测方法提供高精度基础数据。

质量流量是轴流压气机的基本参数之一，流量的测量精度决定了工况点的准确性。轴流压气机试验台普遍采用标准GB/T 2624(ISO5167)规定的标准差压式流量计，其具有结构简单、测量精度高等特点。这类标准差压式流量计要求一次装置处的流动处于无漩涡的充分发展流动状态，因而一次装置上游需要一段很长的直管段。在实验室空间有限的场合，往往无法满足一次装置对上游直管段长度的要求，采用标准差压式流量计所测得的流量将存在一定的误差。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种轴流压气机叶顶间隙流对失速影响的试验台，使得上游直管段长度不需满足标准的要求，实现对压气机外特性及叶顶间隙流等流动细节的高精度测量，并且可以提高流量测量的精度，具有结构简单、精确可靠、成本低等特点。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现，一种轴流压气机叶顶间隙流对失速影响的试验台包括：

进气系统，其包括喇叭口、文丘里管和过渡管道，所述文丘里管上游与喇叭口直接连接，下游通过过渡管道连接到的机匣；

驱动系统，其包括电机、控制电机转速的变频器和传动轴，所述传动轴包括连接电机的电机轴、连接电机轴的联轴器、设于所述联轴器的用于测量传动轴的扭矩和转速的扭矩转速测试仪、连接联轴器的主轴、经由联轴器连接主轴的压气机轴、设于压气机轴两端的调心滚子轴承及轴承座；

轴流压气机，其包括，

机匣，包含于轴流压气机外；

轮毂，其分成三段，第一段为由前支撑支承于所述机匣中的进口导叶轮毂，第二段为连接于所述压气机轴的动叶轮毂，第三段为由后支撑支承于所述机匣中的静叶和出口导叶轮毂，第二段轮毂分别与第一段和第三段轮毂之间梳齿密封；

动叶，其连接于动叶轮毂，动叶轮毂与机匣之间具有间隙；

静叶，其两端连接于所述机匣和所述第三段轮毂且邻近所述动叶；

测量系统，其包括探针测量系统和PIV测量系统，其中，

探针测量系统，其包括，

多个测孔，其周向上均匀分布于轴流压气机的上游截面和下游截面上；

七点总压总温复合探针，其布置于所述轴流压气机的上游截面，其包括压力测量通道和温度测量通道；

五点总压探针，其布置于所述轴流压气机的下游截面，其包括压力测量通道；