The present invention is a near service environmental performance testing device for a thin-walled tube with a gas film hole of a turbine blade. The device uses a thin-walled tube specimen of a gas film hole with a simulated air cooled air cooled turbine blade as an object, the inner cooling air of a thin-walled tube specimen with a gas film hole, a gas environment box and a mechanical performance testing device, and the air through the air. The cooling and high temperature gas control system is combined to simulate the near service environment of aero engine hollow turbine blades, and is connected with the mechanical performance test system to test the mechanical properties of thin-walled tube specimens, such as tensile, fatigue, persistent / creep, and so on in the near service environment.
【技术实现步骤摘要】
模拟涡轮叶片气膜孔的薄壁管件近服役环境性能测试装置
本专利技术是一种模拟涡轮叶片气膜孔的薄壁管件近服役环境性能测试装置,属于测试
技术介绍
航空发动机是一种将燃油燃烧释放出热能转变为机械能的动力装置,它既是热机又是推进器。涡轮部件是航空发动机核心机的重要组成部分,安装在燃烧室之后,且是在高温燃气作用下旋转做功的承载部件。众所周知,提高涡轮前燃气温度是提高发动机性能的有效措施,然而提高涡轮前燃气温度又受到涡轮部件材料性能和结构强度的限制。为了解决这个问题,必须对涡轮叶片进行有效冷却,具有复杂型腔的气冷空心涡轮叶片应运而生了。气冷空心涡轮叶片经过几十年的结构设计和改型改良,现已形成了具有较高冷却效率和优异综合强度的结构优化设计体系,满足了当前及未来更高推重比先进航空发动机的技术需求。气冷空心涡轮叶片在航空发动机服役过程中不但要承受自身质量旋转产生的离心载荷及其他附加载荷,而且还要在燃烧室喷射出的高温燃气环境下工作。另外,冷却空气从压气机出口通过管道引入并流经空心涡轮叶片。可以看出,气冷空心涡轮叶片的强度和寿命受到外部载荷、高温燃气和内部空气冷却三方面的联合制约。因此,利用常规简单高温条件下的材料力学性能测试还不能准确反映涡轮叶片材料的真实强度和寿命。因为现有常规试验设备只能在高温条件下模拟涡轮叶片材料的均匀温度条件,不能提供实际涡轮叶片材料外部承受高温燃气和内部的冷却空气,更不能模拟呈温度梯度的近服役工况环境,直接且可靠的做法是根据涡轮叶片的典型服役工况环境,设计并研发出能够模拟其内部空气冷却、外部高温燃气和载荷共同作用的测试设备,针对能够代表涡轮叶 ...
【技术保护点】
一种模拟涡轮叶片气膜孔的薄壁管件近服役环境性能测试装置,其特征在于:所述薄壁管件(1)是一个呈“哑铃”状的试样,沿薄壁管件(1)中轴线加工有用于通入冷却气体的通孔(2)的圆柱,在薄壁管件(1)的标距段上加工有模拟涡轮叶片气膜孔的模拟孔(3),薄壁管件(1)的两端安装在试验机(4)上、下两端的夹具(5)上,沿夹具(5)的中轴线加工有与通孔(2)对应相通的通气孔(6),通气孔(6)的外端通过进气阀门(7)连接空气压缩机,在薄壁管件(1)的周围安装一个高温燃气环境箱(8),使薄壁管件(1)位于高温燃气环境箱(8)中心,在高温燃气环境箱(8)的四周各设置一个油气喷嘴(9),四个油气喷嘴(9)位于同一水平面上且之间中心线的夹角为90度,四个油气喷嘴(9)的中心线与薄壁管件(1)的中心线垂直相交,四个油气喷嘴(9)前端各安装一个在竖直方向上呈“喇叭”状燃气导流器(10),四个油气喷嘴(9)各配置一个用于点火的电热塞(11),在高温燃气环境箱(8)的上部的四周各设置一个用于排出高温燃气的出气阀门(12)。
【技术特征摘要】
1.一种模拟涡轮叶片气膜孔的薄壁管件近服役环境性能测试装置,其特征在于:所述薄壁管件(1)是一个呈“哑铃”状的试样,沿薄壁管件(1)中轴线加工有用于通入冷却气体的通孔(2)的圆柱,在薄壁管件(1)的标距段上加工有模拟涡轮叶片气膜孔的模拟孔(3),薄壁管件(1)的两端安装在试验机(4)上、下两端的夹具(5)上,沿夹具(5)的中轴线加工有与通孔(2)对应相通的通气孔(6),通气孔(6)的外端通过进气阀门(7)连接空气压缩机,在薄壁管件(1)的周围安装一个高温燃气环境箱(8),使薄壁管件(1)位于高温燃气环境箱(8)中心,在高温燃气环境箱(8)的四周各设置一个油气喷嘴(9),四个油气喷嘴(9)位于同一水平面上且之间中心线的夹角为90度,四个油气喷嘴(9)的中心线与薄壁管件(1)的中心线垂直相交,四个油气喷嘴(9)前端各安装一个在竖直方向上呈“喇叭”状燃气导流器(10),四个油气喷嘴(9)各配置一个用于点火的电热塞(11),在高温燃气环境箱(8)的上部的四周各设置一个用于排出高温燃气的出气阀门(12)。2.根据权利要求1所述的模拟涡轮叶片气膜孔的薄壁...
【专利技术属性】
技术研发人员:董成利,何玉怀,于慧臣,郭广平,
申请(专利权)人:中国航发北京航空材料研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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