本实用新型专利技术公开了一种旋转盘腔流动换热试验装置，属于航空发动机旋转盘腔设计领域。所述装置包括：静子机匣(1)、涡轮盘(4)、前轴(2)、后轴(3)以及辐射加热装置(5)，其中，静子机匣(1)用于提供一个密闭的转静子运动空间，其上开有机匣孔(7)，与气源(6)连接；前轴(2)作为密闭静子机匣(1)的一条旋转边与后轴(3)共同驱动涡轮盘(4)转动，且在前轴(2)以及后轴(3)上开有通气孔(8)，用于冷气的流通，同时，转盘腔流动换热试验装置在静子机匣(1)上还设置有辐射加热装置(5)，用于加热涡轮盘(4)。通过本实用新型专利技术，使涡轮盘(4)盘缘获得了较高温度的同时，有效的降低了涡轮盘(4)盘心的温度。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于航空发动机旋转盘腔设计领域，具体涉及一种旋转盘腔流动换热试验装置。
技术介绍
随着压气机总压比的不断提高，压气机出口处的空气温度已高达500?600°C，热应力的影响不容忽视，压气机盘腔的换热问题也显得越来越重要，提高压气机增压比和涡轮进口温度，是提高燃气涡轮发动机性能的主要措施，由此导致发动机热端零件承受着越来越大的热和机械负荷，必须对其进行冷却。现有技术中，已有的旋转盘腔流动换热试验转速较低，且旋转盘结构简单，仅进行方法原理研究，如在不同工况、不同流量比、不同压力比下，对不同冷却结构的真实涡轮叶片进行冷效试验研究，通过测量叶片表面温度分布，获得不同结构叶片的冷却效果，并给叶片设计提供一定的边界条件及设计参考。而旋转盘腔试验方面，通过对转盘腔的盘面温度分布、盘腔表面与冷气间的对流换热系数、冷气温升等的影响进行研究，并制定相应的试验方法及试验规范，无法模拟涡轮盘径向温度梯度对流动换热影响。
技术实现思路
为了解决上述问题，针对涡轮旋转盘腔试验中涡轮盘径向温度梯度对流动换热影响，提供的旋转盘腔流动换热试验装置可有效避免上述问题，本技术提供的旋转盘腔流动换热试验装置包括:静子机匣，用于提供一个密闭的转静子运动空间，并组织气流流动，其上开有机匣孔，静子机匣通过该机匣孔与气源连接；涡轮盘，固定在所述静子机匣内的前轴与后轴上；前轴，以及后轴由电动机驱动旋转，且在前轴以及后轴上开有通气孔，所述前轴与所述静子机匣轴承连接；辐射加热装置，设置在静子机匣上，用于加热涡轮盘。优选的是，涡轮盘与前轴螺栓连接，涡轮盘与后轴螺栓连接。在上述方案中优选的是，辐射加热装置为通电的碳棒。在上述方案中优选的是，辐射加热装置为通电的电阻丝。在上述方案中优选的是，所述气源提供的气体为二次流冷气。本技术给出的旋转盘腔流动换热试验装置有目的性的针对盘缘采用辐射加热方式获得较高温度，而盘心处设计一股冷气流，有效的降低了盘心温度。【附图说明】图1是按照本技术旋转盘腔流动换热试验装置的一优选实施例的结构示意图。其中，1-静子机匣；2-前轴；3-后轴；4-祸轮盘；5_福射加热装置；6-气源；7_机匣孔；8-通气孔。【具体实施方式】为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施例进行详细说明。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护沮围的限制。如图1所示，为本技术旋转盘腔流动换热试验装置的结构示意图，其中，主要包括静子机匣I以及涡轮盘4，静子机匣I用于提供一个密闭的转静子环境，并组织气流流动，其上开有机匣孔7，静子机匣I通过该机匣孔7与气源6连接。涡轮盘4，固定在所述静子机匣I内的前轴2与后轴3上；前轴2，以及后轴3由电动机驱动旋转，且在前轴2以及后轴3上开有通气孔8，所述前轴2与所述静子机匣I轴承连接。辐射加热装置5，设置在静子机匣I上，用于加热涡轮盘4。参考图1，本实施例中，静子机匣I共设置有定边，一条动边，所示的定边为静止不动的边，其中两条定边(定边一、定边二)与一条动边构成密闭空间，另一条定边(定边三)上设置有辐射加热装置5，用于提供辐射热量。因此，可以理解的是，上述的动边即为可以不断运动的边，再次参考图1，该动边即为前轴2，具有不断旋转的特性，其一端与一条定边(定边一)连接，即旋转连接在静子机匣I上，另一端与静子机匣I的另一条定边(定边二 )保持接触状态，即，当前轴2转动时，定边二的与其接触的一端形成一个环面，该环面保持与前轴2密封接触。在一个备选实施方式中，上述的密封接触方式为篦齿密封，篦齿密封为通道限制流体泄漏的非接触式动密封。具有多种形式，气体从高压侧以极高的流速流经节流窄缝，再进入篦齿腔膨胀，以消耗气体流经窄缝形成的速度能，如此经过多次节流和膨胀产生阻力，阻止气体向外泄漏，借以达到密封的目的。篦齿密封不受旋转速度和温度的限制，摩擦功耗极小，增加篦齿数目可密封较高压力的气体，多用于透平压缩机和燃气轮机等主轴的密封，也常用于滚动轴承中。应当理解的是，涡轮盘4与前轴2以及后轴3螺栓连接，涡轮盘4通过前、后轴的带动不断旋转，而其一端(远离盘心的一端)靠近静子机匣I的另一条定边(定边三)，在该定边上绕涡轮盘4旋转的环面上设置有辐射加热装置5，不断对涡轮盘4远离盘心的一端进行加热。本实施例中，上述的辐射加热装置5为通电的碳棒，或者，为通电的电阻丝。另外，本实施例还给出了气体的流动方向，如图1所示，起源6设定在静子机匣I夕卜，并通过设置在静子机匣I的定边的匣孔7中向静子机匣I内通气，气体经过设置在前轴2的通气孔8流入盘心，经由后轴3的通气孔8流至外部。需要说明的是，上述气源提供的气体为二次流冷气。最后需要指出的是:以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。【主权项】1.一种旋转盘腔流动换热试验装置，其特征在于:包括静子机匣(I)，用于提供一个密闭的转静子运动空间，其上开有机匣孔(7)，静子机匣⑴通过该机匣孔(7)与气源(6)连接; 涡轮盘(4)，固定在所述静子机匣(I)内的前轴(2)与后轴(3)上； 前轴(2)与后轴(3)，由电动机驱动旋转，且在前轴(2)以及后轴(3)上开有通气孔(8)，所述前轴(2)与所述静子机匣(I)轴承连接； 辐射加热装置(5)，设置在静子机匣(I)上，用于加热涡轮盘(4)。2.如权利要求1所述的旋转盘腔流动换热试验装置，其特征在于:涡轮盘(4)与前轴(2)螺栓连接，涡轮盘(4)与后轴(3)螺栓连接。3.如权利要求1所述的旋转盘腔流动换热试验装置，其特征在于:辐射加热装置(5)为通电的碳棒。4.如权利要求1所述的旋转盘腔流动换热试验装置，其特征在于:辐射加热装置(5)为通电的电阻丝。【专利摘要】本技术公开了一种旋转盘腔流动换热试验装置，属于航空发动机旋转盘腔设计领域。所述装置包括：静子机匣(1)、涡轮盘(4)、前轴(2)、后轴(3)以及辐射加热装置(5)，其中，静子机匣(1)用于提供一个密闭的转静子运动空间，其上开有机匣孔本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种旋转盘腔流动换热试验装置，其特征在于：包括静子机匣(1)，用于提供一个密闭的转静子运动空间，其上开有机匣孔(7)，静子机匣(1)通过该机匣孔(7)与气源(6)连接；涡轮盘(4)，固定在所述静子机匣(1)内的前轴(2)与后轴(3)上；前轴(2)与后轴(3)，由电动机驱动旋转，且在前轴(2)以及后轴(3)上开有通气孔(8)，所述前轴(2)与所述静子机匣(1)轴承连接；辐射加热装置(5)，设置在静子机匣(1)上，用于加热涡轮盘(4)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：牟宇飞，李利维，吕春雁，程军，李洪莲，初晓政，杜欣，夏梦，吴小军，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁;21
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