【技术实现步骤摘要】
一种用于精准测量涡轮级效率的装置及方法
本专利技术属于叶轮机械测试
，具体涉及一种用于精准测量涡轮级效率的装置及方法，能在最大限度减小对涡轮流场干扰的前提下实现叶轮机涡轮级效率的精准测量。
技术介绍
叶轮机械是一种复杂的动力机械，涡轮是其主要的组成部件之一，而效率是衡量涡轮性能的一个关键指标，因此精准测量涡轮的效率对涡轮的性能评定和涡轮的设计、改进具有重要意义，而现有技术的测量误差太大，已经超出了涡轮级效率改进的量值。涡轮的等熵滞止效率定义为气流流经涡轮的轮缘功与流经涡轮气体的等熵滞止焓降之比，进一步涡轮级效率可以用涡轮进、出口的总温比、膨胀比、比热比计算，计算公式为：式中：η——涡轮级效率——涡轮级进口总温，K——涡轮级进口总压，Pa——涡轮级出口总温，K——涡轮级出口总压，Paγ——流经涡轮气体的比热比因此，如何准确测量涡轮级进、出口总温、总压，成为了准确测量涡轮级效率的关键之一。现有测量装置在进行涡轮参数测量时，大多使用单独的压力测量装置和温...
【技术保护点】
1.一种用于精准测量涡轮级效率的装置及方法，其特征在于：/n测量装置包括头部(1)、支杆(2)、轮毂附面层压力感受孔(3)和轮毂附面层温度感受孔(4)、机匣附面层压力感受孔(5)和机匣附面层温度感受孔(6)、主流道压力感受孔(7)和主流道温度感受孔(8)、引压通道(9)、温度传感器线缆(10)；所述头部(1)包括与所述支杆(2)共轴线的圆柱体(11)；/n在头部(1)圆柱体(11)同一侧表面沿轴线方向、开设有多排压力感受孔，每排压力感受孔包含三个紧邻但互不相通的压力感受孔，分别为左孔(12)、中孔(13)、右孔(14)，三个压力感受孔的中心线位于同一平面内，左孔(12)中心...
【技术特征摘要】
1.一种用于精准测量涡轮级效率的装置及方法，其特征在于：
测量装置包括头部(1)、支杆(2)、轮毂附面层压力感受孔(3)和轮毂附面层温度感受孔(4)、机匣附面层压力感受孔(5)和机匣附面层温度感受孔(6)、主流道压力感受孔(7)和主流道温度感受孔(8)、引压通道(9)、温度传感器线缆(10)；所述头部(1)包括与所述支杆(2)共轴线的圆柱体(11)；
在头部(1)圆柱体(11)同一侧表面沿轴线方向、开设有多排压力感受孔，每排压力感受孔包含三个紧邻但互不相通的压力感受孔，分别为左孔(12)、中孔(13)、右孔(14)，三个压力感受孔的中心线位于同一平面内，左孔(12)中心线和右孔(14)中心线在该平面关于中孔(13)中心线对称分布；
在头部(1)圆柱体(11)同一侧表面沿轴线方向开设有多排温度感受孔，每排温度感受孔包含一个温度感受孔(15)，它的中心线与所述压力感受孔中孔(13)的中心线平行；
压力感受孔与引压通道(9)封装在头部(1)内的一端各自连通；温度感受孔仅与温度传感器(16)直接连通，温度传感器可以选用裸丝热电偶、铠装热电偶、热电阻、光纤传感器等；引压通道(9)、温度传感器的线缆(10)，通过支杆(2)内的管道引出尾部；
所述轮毂附面层压力感受孔(3)靠近头部(1)端面，圆心与头部(1)端面距离0.5毫米至5毫米，直径0.2毫米至1.5毫米，左孔(12)中心线和右孔(14)中心线在头部(1)圆柱体(11)表面上的圆周夹角为15°至60°；
所述轮毂附面层温度感受孔(4)位于轮毂附面层压力感受孔(3)中孔(13)下方，圆心与轮毂附面层压力感受孔(3)中孔(13)圆心距离0.5毫米至2毫米，直径0.5毫米至2毫米；
所述机匣附面层压力感受孔(5)靠近头部(1)与支杆(2)交界面，与头部(1)与支杆(2)交界面距离0.5毫米至5毫米，直径0.2毫米至1.5毫米，左孔(12)中心线和右孔(14)中心线在头部(1)圆柱体(11)表面上的圆周夹角为15°至60°；
所述机匣附面层温度感受孔(4)位于机匣附面层压力感受孔(3)中孔(13)上方，圆心与机匣附面层压力感受孔(3)中孔(13)圆心距离0.5毫米至2毫米，直径0.5毫米至2毫米；
所述主流道压力感受孔(7)位于轮毂附面层温度感受孔(4)和机匣附面层压力感受孔(5)之间，直径0.2毫米至1.5毫米，左孔(12)中心线和右孔(14)中心线在头部(1)圆柱体(11)表面上的圆周夹角为15°至60°；
所述主流道温度感受孔(8)位于主流道压力感受孔(7)中孔(13)下方，圆心与主流道压力感受孔(3)中孔(13)圆心距离0.5毫米至2毫米，直径0.5毫米至2毫米；
所述头部(1)圆柱体(11)的直径2毫米至8毫米，长度10毫米至400毫米；
测量方法包含对一种用于精准测量涡轮级效率的装置进行标定，在已知来流马赫数、速度、总温的标准风洞中，使来流流过测量装置；记录测量装置迎风面表面多排压力感受孔每排的三个压力感受孔的压力，记录测量装置温度传感器温度，将相邻的一排压力感受孔和温度感受孔视为一组测量点；
定义左孔(12)测量压力为P1，中孔(13)测量压力为P2，右孔(14)测量压力为P3，温度传感器测量温度为Tp，来流总压为Pt，来流静压为Ps，来流总温Tt，来流静温Ts，由此可以得到不同来流马赫数下的总压系数，静压系数，偏转角系数、总温恢复系数；
总压系数：
静压系数：
偏转角系数：
总温恢复系数：
由此可以得到本发明装置在不同马赫数下、不同偏转角下的总压系数、静压系数、偏转角系数和总温恢复系数的校准曲线；
第一种被测涡轮级进口测量点布置方案是，选择被测涡轮级进口前距离静子叶片前缘0.05至1.5倍叶片弦长的截面为进口测试截面，根据涡轮级单个静子叶栅栅距将测试截面划分为若干扇形测量区；在单个本发明的测试装置上布置3～9组测量点，在靠近轮毂、机匣处密集，保证测得附面层内的参数；周向布置5～10个测量位置，不同周向测量位置集中在一个静子叶栅栅距的扇形测量区内，在靠近叶片处密集，保证测得尾迹内的参数，在通道中部稀疏...
【专利技术属性】
技术研发人员：马宏伟，金也佳，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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