CN116296418A - 基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法,具有航空发动机试车间气动特征参数测试、流场品质评价功能,通过合理的测量截面、测点布置,得到试车间平均流速、引射系数、压降、压损、速度场均匀性等参数,利用有限测量截面、在不干扰发动机正常试验的前提下得到整个试车台空间流场信息,解决了航空发动机试车台气动流场参数的全面测量和试车台流场品质评价问题。
Description
技术领域
本公开涉及发动机试车台流场品质评价技术领域,尤其涉及一种基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法、装置、气动特征参数处理方法和***。
背景技术
发动机试车台是开展发动机整机试车的大型试验设施,发动机的主要性能参数均需要通过发动机整机试车加以确定,因此发动机试车台对于航空发动机的研制具有重要意义。
试车台流场品质是试车台的特有品质,与试车台的进排气设计、结构特点以及局部细节处理因素等直接相关,一旦建成,其流动特点就已经基本确定。试车台的流场品质反映了试车台设计、建设的质量,对新建试车台或配装不同型号发动机的在用试车台开展流场品质测试和评价工作,具有非常重要的意义,关系到后续发动机试车数据的有效、可靠。
发动机试车台是非常庞大的试验设施,试车间截面积一般能够达到10m×10m量级,目前很多新建的适用于大涵道比发动机的试车台,试车间横截面积通常为12m×12m,长度在50m以上。试车台内通常会布置动架、静架、挂架、升降平台、固定平台以及天车等***,这些***都会对试车台的气动流场品质产生影响。此外,不同的进气排气结构、细节上的处理也都会对试车台的气动流场品质产生影响。现有技术中,发动机试车间流场测试,多针对局部流场测量,针对关心的参数设计测量方案,无法做到针对整个试车空间获取其特征参数,无法满足航空发动机试车台流场品质评价需求。
因此,各个试车台的气动流场品质都会存在一定的差异,试车台的气动流场品质能否满足指标要求、如何全面测量和评价,是本技术领域需要解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题,本申请提出一种基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法、装置、气动特征参数处理方法和***。
本申请一方面,提出一种基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法,包括如下步骤:
确定试车间内的测量截面位置;
预置测量***,将所述测量***根据预设配置点配置在所述测量截面上;
预置采集***,将所述测量***与所述采集***进行连接,准备采集数据;
进行测试***性能及可靠性检查后,启动数据分析软件,开启发动机并调节至要求工况,开始采集数据,并将所述采集数据输入并保存至所述数据分析软;
发动机停车,利用所述数据分析软件对所述采集数据进行处理,获得气动特征参数,基于所述气动特征参数实现对涡喷涡扇航空发动机试车台流场品质评价。
作为本申请的一可选实施方案,可选地,确定试车间内的测量截面位置,包括:
在试车间内布置4个测量截面:
0测量截面距离发动机进气道唇口(4~9)D,D为发动机进气流量管直径;
1测量截面为进气唇口截面;
9测量截面为发动机尾喷口截面;
9a测量截面位于试车间排气筒中,距开孔扩压器前(1~2)m。
作为本申请的一可选实施方案,可选地,预置测量***,将所述测量***根据预设配置点配置在所述测量截面上,包括0测量截面测点布置:
0测量截面按照5×5等分为25个矩形,每个测点位于矩形中心,测点之间间距l=1/5L,L为试车间截面宽度;
0测量截面布置测量点25个,每个测点分别布置1个流速传感器和1个总静压复合探针;
其中,流速传感器用于测量风速,得到试车间平均流速;总静压复合探针总压孔用于测量总压,得到试车间进气压损;布置于0测量截面的核心区的总静压复合探针静压孔用于静压测量,得到进气截面静压。
作为本申请的一可选实施方案,可选地,预置测量***,将所述测量***根据预设配置点配置在所述测量截面上,包括1截面测点布置:
1测量截面的测点高度为试车间中心轴线高处;
1测量截面布置两个左右对称的测点,两个测点距试车间侧壁面距离均为c,c=(0.8~1.2)m;
每个测点各布置1个温度传感器和1个总静压复合探针;
温度传感器测量唇口温度,用于判断燃气回流;
总静压复合探针的静压端接差压采集***高压端,用于测量差压,得到试车间压降。
作为本申请的一可选实施方案,可选地,预置测量***,将所述测量***根据预设配置点配置在所述测量截面上,包括9测量截面测点布置:
9测量截面的测点高度为试车间中心轴线高处;
9测量截面布置两个左右对称的测点,两个测点距试车间侧壁面距离均为c,c=(0.8~1.2)m;
每个测点各布置1个温度传感器,1个总静压复合探针;
温度传感器测量尾喷口温度,用于判断燃气回流;
总静压复合探针的静压端接差压采集***低压端,用于测量差压,得到试车间压降。
作为本申请的一可选实施方案,可选地,预置测量***,将所述测量***根据预设配置点配置在所述测量截面上,包括9a测量截面测点布置:
9a测量截面位于试车间排气筒中,沿排气筒直径布置三个距离相等的测点,均为s,s=1/3R(R为排气筒半径),上部测点与发动机轴线等高;
每个测点分别布置1个温度传感器和1个总静压复合探针;
温度传感器测量气流温度,用于密度计算;
总静压复合探针测量静压和总-静压差,用于密度和流速计算。
作为本申请的一可选实施方案,可选地,预置采集***,将所述测量***与所述采集***进行连接,准备采集数据,包括:
将各个测量截面中的流速传感器、总静压复合探针或温度传感器,分别按照预设采集线路,对应连接到流速采集***、压力采集***、温度采集***或差压采集***;
将1测量截面中的总静压复合探针静压端接入差压采集***的高压端;
将9测量截面中的总静压复合探针静压端接入差压采集***的低压端。
本申请另一方面,提出一种实现上述所述的基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法的装置,包括:
测量装置,用于确定试车间内的测量截面位置;
测量***,设于所述测量装置上,用于测量并发送各个所述测量截面上的数据;
采集***,与所述测量***相连接,用于采集并发送所述测量***发送的测量数据;
数据分析***,用于接收并保存所述采集***输入的采集数据,并对所述采集数据进行数据处理,获得气动特征参数,基于所述气动特征参数实现对涡喷涡扇航空发动机试车台流场品质评价。
本申请另一方面,还提出一种基于上述所述的基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法的气动特征参数处理方法,包括如下步骤:
1)进气消声装置内平均流速计算:
按照公式(1)计算试车间进气流量
式中:
ρ——试车间空气密度,kg/m3;
V0,i——远前方截面,第i测点速度,m/s。
A0,i——远前方截面,第i测点流通面积,m2;
按照公式(2)计算试车间空气密度:
式中:
M——空气摩尔质量,g/mol;
T0——大气温度,K;
R——通用气体常数,8.314J/(mol·K);
按照公式(3)计算进气消声装置内平均流速:
式中:
AJ——进气消声装置流通面积,m2;
2)试车间平均流速计算:
按照公式(4)计算试车间平均流速:
式中:
V0,1——远前方截面第i测点速度,m/s;
3)排气筒中心流速计算:
按照公式(5)计算排气筒中心流速:
式中:
△P——排气筒内总静压差,Pa;
ρ、——排气筒内气流当地密度,kg/m3;
4)试车间进气压损计算:
按照公式(6)计算总压均值:
式中:
Pt0,i——远前方截面,第i测点总压值,Pa;
按照公式(7)计算进气压损:
式中:
P0——大气压,Pa。
5)试车间压降计算:
试车间压降为:
Ps,d=Ps1-Ps9 (8)
式中:
PS1——唇口截面静压值,Pa,由唇口截面所有测点静压均值得到;
PS9——尾喷管截面静压值,Pa,由尾喷管截面所有测点静压均值得到;
6)燃气回流计算:
按照公式(9)计算试车间进排气截面温度差:
ΔT=T9-T1 (9)
式中:
△T——试车间进排气截面温度差,℃;
T1——进气唇口截面温度,℃,由唇口截面所有测点温度均值得到;
T9——发动机尾喷口截面温度,℃,由尾喷管截面所有测点温度均值得到;
7)引射系数计算:
按照公式(10)计算引射系数
式中:
Wa——发动机进气流量,kg/s;
8)试车间气动负荷计算:
按照公式(11)计算试车间气动负荷:
Ps,f=Ps9-P0 (11)
9)速度场均匀性计算:
按照公式(12)计算试车间核心区速度场均匀性:
式中:
V0,max——远前方截面核心区最大速度,m/s;
V0,min——远前方截面核心区最小速度,m/s。
本申请另一方面,还提出一种气动特征参数处理***,包括:
处理器;
用于存储处理器可执行指令的存储器;
其中,所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现上述所述的气动特征参数处理方法。
本发明的技术效果:本申请具有航空发动机试车间气动特征参数测试、流场品质评价功能,通过合理的测量截面、测点布置,得到试车间平均流速、引射系数、压降、压损、速度场均匀性等参数,利用有限测量截面、在不干扰发动机正常试验的前提下得到整个试车台空间流场信息,解决了航空发动机试车台气动流场参数的全面测量和试车台流场品质评价问题。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明,本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面,并且用于解释本公开的原理。
图1是本发明基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法的实施流程示意图;
图2是本发明的分布式截面布置示意图;
图3是本发明的0截面测点布置图;
图4是本发明的1截面和9截面测点布置图;
图5是本发明的9a截面测点布置图;
图6是本发明的采集***布置图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外,为了更好的说明本公开,在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有某些具体细节,本公开同样可以实施。在一些实例中,对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述,以便于凸显本公开的主旨。
为了详细的介绍本发明的内容,下面对一些概念进行定义。
定义一:进气压损:由发动机试车台进气***引起的压力损失,由试车台外当地大气压和试车间内总压之差表征。
定义二:试车间压降:试车间内,发动机1截面、9截面的静压差。
定义三:引射系数:试车间内,旁路气流流量与发动机进气流量之比。
定义四:试车间核心区:试车间内,0截面气流流入发动机内的区域。
定义五:试车间核心区速度场均匀性:试车间核心区气流速度最大值、最小值之差与速度均值之比。
实施例1
本申请通过合理的测量截面、测点布置,得到试车间平均流速、引射系数、压降、压损、速度场均匀性等参数,利用有限测量截面、在不干扰发动机正常试验的前提下得到整个试车台空间流场信息,解决了航空发动机试车台气动流场参数的全面测量和试车台流场品质评价问题。
如图1所示,本申请一方面,提出一种基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法,包括如下步骤:
确定试车间内的测量截面位置;
预置测量***,将所述测量***根据预设配置点配置在所述测量截面上;
预置采集***,将所述测量***与所述采集***进行连接,准备采集数据;
进行测试***性能及可靠性检查后,启动数据分析软件,开启发动机并调节至要求工况,开始采集数据,并将所述采集数据输入并保存至所述数据分析软;
发动机停车,利用所述数据分析软件对所述采集数据进行处理,获得气动特征参数,基于所述气动特征参数实现对涡喷涡扇航空发动机试车台流场品质评价。
上述各个测量截面上的测量***,具体根据用户设定的连接线路进行安装即可,可以参见附图6的连接方式进行连接。
下面将具体描述各个步骤的实施方法和步骤。
如图2所示,作为本申请的一可选实施方案,可选地,确定试车间内的测量截面位置,包括:
在试车间内布置4个测量截面:
0测量截面距离发动机进气道唇口(4~9)D,D为发动机进气流量管直径;
1测量截面为进气唇口截面;
9测量截面为发动机尾喷口截面;
9a测量截面位于试车间排气筒中,距开孔扩压器前(1~2)m。
如图3所示,作为本申请的一可选实施方案,可选地,预置测量***,将所述测量***根据预设配置点配置在所述测量截面上,包括0测量截面测点布置:
0测量截面按照5×5等分为25个矩形,每个测点位于矩形中心,测点之间间距l=1/5L,L为试车间截面宽度;
0测量截面布置测量点25个,每个测点分别布置1个流速传感器和1个总静压复合探针;
其中,流速传感器用于测量风速,得到试车间平均流速;总静压复合探针总压孔用于测量总压,得到试车间进气压损;布置于0测量截面的核心区的总静压复合探针静压孔用于静压测量,得到进气截面静压。
如图4所示,作为本申请的一可选实施方案,可选地,预置测量***,将所述测量***根据预设配置点配置在所述测量截面上,包括1截面测点布置:
1测量截面的测点高度为试车间中心轴线高处;
1测量截面布置两个左右对称的测点26和测点27,两个测点距试车间侧壁面距离均为c,c=(0.8~1.2)m;
每个测点各布置1个温度传感器和1个总静压复合探针;
温度传感器测量唇口温度,用于判断燃气回流;
总静压复合探针的静压端接差压采集***高压端,用于测量差压,得到试车间压降。
如图4和5所示,作为本申请的一可选实施方案,可选地,预置测量***,将所述测量***根据预设配置点配置在所述测量截面上,包括9测量截面测点布置:
9测量截面的测点高度为试车间中心轴线高处;
9测量截面布置两个左右对称的测点28和测点29,两个测点距试车间侧壁面距离均为c,c=(0.8~1.2)m;
每个测点各布置1个温度传感器,1个总静压复合探针;
温度传感器测量尾喷口温度,用于判断燃气回流;
总静压复合探针的静压端接差压采集***低压端,用于测量差压,得到试车间压降。
如图5所示,作为本申请的一可选实施方案,可选地,预置测量***,将所述测量***根据预设配置点配置在所述测量截面上,包括9a测量截面测点布置:
9a测量截面位于试车间排气筒中,沿排气筒直径布置三个距离相等的测点:测点30、测点31和测点32,均为s,s=1/3R(R为排气筒半径),上部测点测点32与发动机轴线等高;
每个测点分别布置1个温度传感器和1个总静压复合探针;
温度传感器测量气流温度,用于密度计算;
总静压复合探针测量静压和总-静压差,用于密度和流速计算。
如图6所示,作为本申请的一可选实施方案,可选地,预置采集***,将所述测量***与所述采集***进行连接,准备采集数据,包括:
将各个测量截面中的流速传感器、总静压复合探针或温度传感器,分别按照预设采集线路,对应连接到流速采集***、压力采集***、温度采集***或差压采集***;
将1测量截面中的总静压复合探针静压端接入差压采集***的高压端;
将9测量截面中的总静压复合探针静压端接入差压采集***的低压端。
上述各个截面的采集***配置/安装完毕,进行测试***性能及可靠性检查;
检查完毕,启动数据分析软件,开启发动机,调节至要求工况,将各工况各测点的传感器采集的数据保存至软件中;
发动机停车,利用数据分析软件对采集的数据进行处理,获得气动特征参数,从而实现对涡喷涡扇航空发动机试车台流场品质的评价。
气动特征参数的评价要求见下表1:
表1---气动特征参数的评价要求
因此,本申请基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法,具有航空发动机试车间气动特征参数测试、流场品质评价功能,通过合理的测量截面、测点布置,得到试车间平均流速、引射系数、压降、压损、速度场均匀性等参数,利用有限测量截面、在不干扰发动机正常试验的前提下得到整个试车台空间流场信息,解决了航空发动机试车台气动流场参数的全面测量和试车台流场品质评价问题。
本实施例,各个采集***/设备以及数据采集***、数据分析软件,有测试人员根据要求进行选择,本实施例不做限制。
实施例2
基于实施例1的实施原理,本申请另一方面,提出一种实现上述所述的基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法的装置,包括:
测量装置,用于确定试车间内的测量截面位置;
测量***,设于所述测量装置上,用于测量并发送各个所述测量截面上的数据;
采集***,与所述测量***相连接,用于采集并发送所述测量***发送的测量数据;
数据分析***,用于接收并保存所述采集***输入的采集数据,并对所述采集数据进行数据处理,获得气动特征参数,基于所述气动特征参数实现对涡喷涡扇航空发动机试车台流场品质评价。
上述各个***或者装置的具体布置结构,件实施例1的描述,本实施例不再进行赘述。
实施例3
本申请另一方面,还提出一种基于上述实施例1所述的基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法的气动特征参数处理方法,包括如下步骤:
1)进气消声装置内平均流速计算:
按照公式(1)计算试车间进气流量
式中:
ρ——试车间空气密度,kg/m3;
V0,i——远前方截面,第i测点速度,m/s。
A0,i——远前方截面,第i测点流通面积,m2;
按照公式(2)计算试车间空气密度:
式中:
M——空气摩尔质量,g/mol;
T0——大气温度,K;
R——通用气体常数,8.314J/(mol·K);
按照公式(3)计算进气消声装置内平均流速:
式中:
AJ——进气消声装置流通面积,m2;
2)试车间平均流速计算:
按照公式(4)计算试车间平均流速:
式中:
V0,1——远前方截面第i测点速度,m/s;
3)排气筒中心流速计算:
按照公式(5)计算排气筒中心流速:
式中:
△P——排气筒内总静压差,Pa;
ρ、——排气筒内气流当地密度,kg/m3;
4)试车间进气压损计算:
按照公式(6)计算总压均值:
式中:
Pt0,i——远前方截面,第i测点总压值,Pa;
按照公式(7)计算进气压损:
式中:
P0——大气压,Pa。
5)试车间压降计算:
试车间压降为:
Ps,d=Ps1-Ps9 (8)
式中:
PS1——唇口截面静压值,Pa,由唇口截面所有测点静压均值得到;
PS9——尾喷管截面静压值,Pa,由尾喷管截面所有测点静压均值得到;
6)燃气回流计算:
按照公式(9)计算试车间进排气截面温度差:
ΔT=T9-T1 (9)
式中:
△T——试车间进排气截面温度差,℃;
T1——进气唇口截面温度,℃,由唇口截面所有测点温度均值得到;
T9——发动机尾喷口截面温度,℃,由尾喷管截面所有测点温度均值得到;
7)引射系数计算:
按照公式(10)计算引射系数
式中:
Wa——发动机进气流量,kg/s;
8)试车间气动负荷计算:
按照公式(11)计算试车间气动负荷:
Ps,f=Ps9-P0 (11)
9)速度场均匀性计算:
按照公式(12)计算试车间核心区速度场均匀性:
式中:
V0,max——远前方截面核心区最大速度,m/s;
V0,min——远前方截面核心区最小速度,m/s。
上述各个公式所需要的参数,根据实施例1提供的方法进行获取即可,本实施例不做详赘。
显然,本领域的技术人员应该明白,实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的,程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各控制方法的实施例的流程。上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
本领域技术人员可以理解,实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的,程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各控制方法的实施例的流程。其中,存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory,ROM)、随机存储记忆体(RandomAccessMemory,RAM)、快闪存储器(FlashMemory)、硬盘(HardDiskDrive,缩写:HDD)或固态硬盘(Solid-StateDrive,SSD)等;存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
实施例4
更进一步地,本申请另一方面,还提出一种气动特征参数处理***,包括:
处理器;
用于存储处理器可执行指令的存储器;
其中,所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现上述实施例3所述的气动特征参数处理方法。
本公开实施例来气动特征参数处理***包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器。其中,处理器被配置为执行可执行指令时实现前面任一所述的一种基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法。
此处,应当指出的是,处理器的个数可以为一个或多个。同时,在本公开实施例的气动特征参数处理***中,还可以包括输入装置和输出装置。其中,处理器、存储器、输入装置和输出装置之间可以通过总线连接,也可以通过其他方式连接,此处不进行具体限定。
存储器作为一计算机可读存储介质,可用于存储软件程序、计算机可执行程序和各种模块,如:本公开实施例的一种基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法所对应的程序或模块。处理器通过运行存储在存储器中的软件程序或模块,从而执行气动特征参数处理***的各种功能应用及数据处理。
输入装置可用于接收输入的数字或信号。其中,信号可以为产生与设备/终端/服务器的用户设置以及功能控制有关的键信号。输出装置可以包括显示屏等显示设备。
以上已经描述了本公开的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法,其特征在于,包括如下步骤:
确定试车间内的测量截面位置;
预置测量***,将所述测量***根据预设配置点配置在所述测量截面上;
预置采集***,将所述测量***与所述采集***进行连接,准备采集数据;
进行测试***性能及可靠性检查后,启动数据分析软件,开启发动机并调节至要求工况,开始采集数据,并将所述采集数据输入并保存至所述数据分析软;
发动机停车,利用所述数据分析软件对所述采集数据进行处理,获得气动特征参数,基于所述气动特征参数实现对涡喷涡扇航空发动机试车台流场品质评价。
2.根据权利要求1所述的基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法,其特征在于,确定试车间内的测量截面位置,包括:
在试车间内布置4个测量截面:
0测量截面距离发动机进气道唇口(4~9)D,D为发动机进气流量管直径;
1测量截面为进气唇口截面;
9测量截面为发动机尾喷口截面;
9a测量截面位于试车间排气筒中,距开孔扩压器前(1~2)m。
3.根据权利要求2所述的基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法,其特征在于,预置测量***,将所述测量***根据预设配置点配置在所述测量截面上,包括0测量截面测点布置:
0测量截面按照5×5等分为25个矩形,每个测点位于矩形中心,测点之间间距l=1/5L,L为试车间截面宽度;
0测量截面布置测量点25个,每个测点分别布置1个流速传感器和1个总静压复合探针;
其中,流速传感器用于测量风速,得到试车间平均流速;总静压复合探针总压孔用于测量总压,得到试车间进气压损;布置于0测量截面的核心区的总静压复合探针静压孔用于静压测量,得到进气截面静压。
4.根据权利要求2所述的基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法,其特征在于,预置测量***,将所述测量***根据预设配置点配置在所述测量截面上,包括1截面测点布置:
1测量截面的测点高度为试车间中心轴线高处;
1测量截面布置两个左右对称的测点(26)和测点(27),两个测点距试车间侧壁面距离均为c,c=(0.8~1.2)m;
每个测点各布置1个温度传感器和1个总静压复合探针;
温度传感器测量唇口温度,用于判断燃气回流;
总静压复合探针的静压端接差压采集***高压端,用于测量差压,得到试车间压降。
5.根据权利要求2所述的基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法,其特征在于,预置测量***,将所述测量***根据预设配置点配置在所述测量截面上,包括9测量截面测点布置:
9测量截面的测点高度为试车间中心轴线高处;
9测量截面布置两个左右对称的测点(28)和测点(29),两个测点距试车间侧壁面距离均为c,c=(0.8~1.2)m;
每个测点各布置1个温度传感器,1个总静压复合探针;
温度传感器测量尾喷口温度,用于判断燃气回流;
总静压复合探针的静压端接差压采集***低压端,用于测量差压,得到试车间压降。
6.根据权利要求2所述的基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法,其特征在于,预置测量***,将所述测量***根据预设配置点配置在所述测量截面上,包括9a测量截面测点布置:
9a测量截面位于试车间排气筒中,沿排气筒直径布置三个距离相等的测点:测点(30)、测点(31)和测点(32),均为s,s=1/3R(R为排气筒半径),上部测点(测点32)与发动机轴线等高;
每个测点分别布置1个温度传感器和1个总静压复合探针;
温度传感器测量气流温度,用于密度计算;
总静压复合探针测量静压和总-静压差,用于密度和流速计算。
7.根据权利要求2所述的基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法,其特征在于,预置采集***,将所述测量***与所述采集***进行连接,准备采集数据,包括:
将各个测量截面中的流速传感器、总静压复合探针或温度传感器,分别按照预设采集线路,对应连接到流速采集***、压力采集***、温度采集***或差压采集***;
将1测量截面中的总静压复合探针静压端接入差压采集***的高压端;
将9测量截面中的总静压复合探针静压端接入差压采集***的低压端。
8.一种实现权利要求1-7中任一项所述的基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法的装置,其特征在于,包括:
测量装置,用于确定试车间内的测量截面位置;
测量***,设于所述测量装置上,用于测量并发送各个所述测量截面上的数据;
采集***,与所述测量***相连接,用于采集并发送所述测量***发送的测量数据;
数据分析***,用于接收并保存所述采集***输入的采集数据,并对所述采集数据进行数据处理,获得气动特征参数,基于所述气动特征参数实现对涡喷涡扇航空发动机试车台流场品质评价。
9.一种基于权利要求1-7中任一项所述的基于分布式截面的大空间流场特征参数测试方法的气动特征参数处理方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)进气消声装置内平均流速计算:
按照公式(1)计算试车间进气流量
式中:
ρ——试车间空气密度,kg/m3;
V0,i——远前方截面,第i测点速度,m/s。
A0,i——远前方截面,第i测点流通面积,m2;按照公式(2)计算试车间空气密度:
式中:
T0——大气温度,K;
R——通用气体常数,8.314J/(mol·K);
按照公式(3)计算进气消声装置内平均流速:
式中:
AJ——进气消声装置流通面积,m2;
2)试车间平均流速计算:
按照公式(4)计算试车间平均流速:
式中:
V0,1——远前方截面第i测点速度,m/s;
3)排气筒中心流速计算:
按照公式(5)计算排气筒中心流速:
式中:
△P——排气筒内总静压差,Pa;
ρ`——排气筒内气流当地密度,kg/m3;
4)试车间进气压损计算:
按照公式(6)计算总压均值:
式中:
Pt0,i——远前方截面,第i测点总压值,Pa;
按照公式(7)计算进气压损:
式中:
P0——大气压,Pa。
5)试车间压降计算:
试车间压降为:
Ps,d=Ps1-Ps9 (8)
式中:
PS1——唇口截面静压值,Pa,由唇口截面所有测点静压均值得到;
PS9——尾喷管截面静压值,Pa,由尾喷管截面所有测点静压均值得到;
6)燃气回流计算:
按照公式(9)计算试车间进排气截面温度差:
ΔT=T9-T1 (9)
式中:
△T——试车间进排气截面温度差,℃;
T1——进气唇口截面温度,℃,由唇口截面所有测点温度均值得到;
T9——发动机尾喷口截面温度,℃,由尾喷管截面所有测点温度均值得到;
7)引射系数计算:
按照公式(10)计算引射系数
式中:
Wa——发动机进气流量,kg/s;
8)试车间气动负荷计算:
按照公式(11)计算试车间气动负荷:
Ps,f=Ps9-P0 (11)
9)速度场均匀性计算:
按照公式(12)计算试车间核心区速度场均匀性:
式中:
V0,max——远前方截面核心区最大速度,m/s;
V0,min——远前方截面核心区最小速度,m/s。
10.一种气动特征参数处理***,其特征在于,包括:
处理器;
用于存储处理器可执行指令的存储器;
其中,所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现权利要求9所述的气动特征参数处理方法。
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