本发明专利技术提供一种叶栅气膜冷却试验的测量修正方法，应用于试验件叶片，其上划分有测量区域和测量修正区域，所述方法包括：获取所述试验件叶片的壁面温度、外部流体温度和冷气温度；通过计算分别得到所述测量区域对应的测量气膜冷却有效度和所述测量修正区域对应的修正气膜冷却有效度；基于测量修正模型，通过所述修正气膜冷却有效度对所述测量气膜冷却有效度进行修正，得到所述试验件叶片的绝热气膜冷却有效度。本申请采用集测量部分与测量修正部分于同一试验件上的试验测量方法，避免了大量重复性试验，避免了实验过程中拆装试验台产生的一些不确定因素对实验产生的负面影响。生的一些不确定因素对实验产生的负面影响。生的一些不确定因素对实验产生的负面影响。
【技术实现步骤摘要】
叶栅气膜冷却试验的测量修正方法、装置、设备及介质
[0001]本申请涉及气膜冷却试验
，特别是涉及一种叶栅气膜冷却试验的测量修正方法、装置、设备及介质。
技术介绍
[0002]随着燃气轮机透平进口温度的不断提高，其远远超过了叶片材料所能承受的极限温度。因此，迫切的需要先进的冷却技术来保障叶片的安全稳定运行。气膜冷却作为外部冷却中一种重要的冷却方式，如何提高气膜冷却效率，减小冷却空气供应量，对于提高燃气轮机内效率有举足轻重的作用。
[0003]气膜冷却技术是指从压气机中抽取冷气通过强化对流换热将叶片内部分热量带走，随后自透平叶片的叶身或者端壁上的气膜孔流出，冷气由于流动的作用会粘附在壁面附近形成温度较低的冷气层，从而起到良好的高温隔离作用并使叶片不被高温燃气烧蚀。
[0004]目前国内外已有的研究主要集中在平板上的气膜冷却，很少针对透平叶片特点的大曲率型面上气膜冷却的试验研究：因缺少适用的计算模型，透平叶片冷却设计的可靠性难以保证；且叶片表面曲率变化较大，叶片表面换热强度也随之有较大变化；叶片气膜孔数量较多，对应叶片试验件数量大，需要设计合理试验方案，方便不同孔型叶片试验件测量。
[0005]传统叶栅实验测量，往往采用一个未打印气膜孔的试验件作为空白对照，这样往往在实验过程中针对同一组试验做空白对照时，需要对试验件进行拆装，且需要多次拍摄对照组，消耗大量实验时间。且不同时间下，主汽管路相关参数可能会有些许差异，这样传统方法的测量并会产生较大的误差。或者采用取两气膜孔间距部分气膜冷效作为修正项的方法，这种方法多适用于孔间距较大的单排气膜孔排列情况。
技术实现思路
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种叶栅气膜冷却试验的测量修正方法、装置、设备及介质，用于解决现有技术中针对叶片大曲率型面上气膜冷却没有适当修正模型，试验过程需要多次重复且需要对试验件进行拆装，同时无法准确提高叶栅绝热气膜冷却效率的技术问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种叶栅气膜冷却试验的测量修正方法，应用于试验件叶片，其上划分有测量区域和测量修正区域，包括：获取所述试验件叶片的壁面温度、外部流体温度和冷气温度；通过计算分别得到所述测量区域对应的测量气膜冷却有效度和所述测量修正区域对应的修正气膜冷却有效度；基于测量修正模型，通过所述修正气膜冷却有效度对所述测量气膜冷却有效度进行修正，得到所述试验件叶片的绝热气膜冷却有效度。
[0008]于本申请的一实施例中，所述试验件叶片沿其外部流体流向包括前端和后端，在靠近前端的一侧设有供气室；所述试验件叶片的压力面与吸力面上分别划分有靠近所述供气室的测量修正区域和远离所述供气室的测量区域；其中，所述测量区域设有一或多排气
膜孔，用于计算所述试验件叶片对应不同曲率处的气膜冷却有效度；所述供气室用于向所述气膜孔提供冷气并对其流量进行控制。
[0009]于本申请的一实施例中，所述测量区域和所述测量修正区域之间设有若干引压孔，用于所述试验件叶片不同曲率处压力分布的测量和调节以及吹风比的计算。
[0010]于本申请的一实施例中，所述吹风比的计算公式为：其中，ρ
c
、u
c
分别为冷气流的密度和速度；ρ
r
、u
r
分别为外部流体的密度和速度。
[0011]于本申请的一实施例中，所述测量气膜冷却有效度的计算公式为：所述修正气膜冷却有效度的计算公式为：其中，T
wr
为所述测量区域对应的壁面温度；T
ws
为所述测量修正区域对应的壁面温度；T
r
为所述试验件叶片的外部流体温度；T
c
为冷气温度。
[0012]于本申请的一实施例中，所述基于测量修正模式得到的所述绝热气膜冷却有效度的计算公式为：其中，η
r
为有所述气膜孔覆盖的所述测量区域的测量气膜冷却有效度；η
s
为无所述气膜孔覆盖的所述测量修正区域的修正气膜冷却有效度。
[0013]于本申请的一实施例中，所述方法还包括：当所述试验件叶片达到流动和传热的稳定状态时，通过改变所述试验件叶片的壁面温度和热流密度，依据牛顿冷却定律得到所述测量区域对应的换热系数的计算公式为：所述测量修正区域对应的换热系数的计算公式为：其中，T
wr，i
、T
ws，i
分别为第i次的所述测量区域和所述测量修正区域对应的壁面温度的测量值；分别为i次的所述测量区域和所述测量修正区域对应的壁面温度的平均计算值；q
i
为第i次的所述试验件叶片的壁面热流密度的测量值；为i次的所述试验件叶片壁面热流密度的平均计算值。
[0014]为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种叶栅气膜冷却试验的测量修正装置，所述装置包括：获取模块，用于获取所述试验件叶片的壁面温度、外部流体温度和冷气温度；处理模块，用于通过计算分别得到所述测量区域对应的测量气膜冷却有效度和所述测量修正区域对应的修正气膜冷却有效度；修正模块，用于基于测量修正模型，通过所述修正气膜冷却有效度对所述测量气膜冷却有效度进行修正，得到所述试验件叶片的绝热气膜冷却有效度。
[0015]为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种计算机设备，所述设备包括：存储器和处理器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述设备执行如上所述的方法。
[0016]为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述叶栅气膜冷却试验的测量修正方法。
[0017]综上所述，本申请提供的一种叶栅气膜冷却试验的测量修正方法、装置、设备及介质，具有以下有益效果：
[0018]本申请设计的叶栅气膜冷却试验的测量修正方法，采用集测量部分与测量修正部分于同一试验件上的试验测量方法，能够在实验过程中免于拆装试验件，仅通过红外相机拍摄即可得到叶身上、下部的温度分布，并通过不同曲率处的叶片上部分导热产生的冷却效率做测量修正，从而更为准确的获得叶栅绝热气膜冷却效率。避免了大量重复性试验，避免了实验过程中拆装试验台产生的一些不确定因素对实验产生的负面影响。
附图说明
[0019]图1显示为本申请于一实施例中的叶栅气膜冷却试验的测量修正方法的流程图。
[0020]图2显示为本申请于一实施例中的用于叶栅气膜冷却试验的测量修正方法的试验件叶片的模型示意图。
[0021]图3A显示为本申请于一实施例中的试验件叶片压力面上的流体流向示意图。
[0022]图3B显示为本申请于一实施例中的试验件叶片吸力面上的流体流向示意图。
[0023]图4显示为本申请于一实施例中的叶栅气膜冷却试验的测量修正装置的模块示意图。
[0024]图5显示为本申请于一实施例中的计算机设备的结构示意图。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种叶栅气膜冷却试验的测量修正方法，其特征在于，应用于试验件叶片，其上划分有测量区域和测量修正区域，所述方法包括：获取所述试验件叶片的壁面温度、外部流体温度和冷气温度；通过计算分别得到所述测量区域对应的测量气膜冷却有效度和所述测量修正区域对应的修正气膜冷却有效度；基于测量修正模型，通过所述修正气膜冷却有效度对所述测量气膜冷却有效度进行修正，得到所述试验件叶片的绝热气膜冷却有效度。2.根据权利要求1所述的叶栅气膜冷却试验的测量修正方法，其特征在于，所述试验件叶片沿其外部流体流向包括前端和后端，在靠近前端的一侧设有供气室；所述试验件叶片的压力面与吸力面上分别划分有靠近所述供气室的测量修正区域和远离所述供气室的测量区域；其中，所述测量区域设有一或多排气膜孔，用于计算所述试验件叶片对应不同曲率处的气膜冷却有效度；所述供气室用于向所述气膜孔提供冷气并对其流量进行控制。3.根据权利要求2所述的叶栅气膜冷却试验的测量修正方法，其特征在于，所述测量区域和所述测量修正区域之间设有若干引压孔，用于所述试验件叶片不同曲率处压力分布的测量和调节以及吹风比的计算。4.根据权利要求3所述的叶栅气膜冷却试验的测量修正方法，其特征在于，所述吹风比的计算公式为：其中，ρ
c
、u
c
分别为冷气流的密度和速度；ρ
r
、u
r
分别为外部流体的密度和速度。5.根据权利要求1所述的叶栅气膜冷却试验的测量修正方法，其特征在于，所述测量气膜冷却有效度的计算公式为：所述修正气膜冷却有效度的计算公式为：其中，T
wr
为所述测量区域对应的壁面温度；T
ws
为所述测量修正区域对应的壁面温度；T
r
为所述试验件叶片的外部流体温度；T
c
为冷气温度。6.根据权利要求5所述的叶栅气膜冷却试...
【专利技术属性】
技术研发人员：张祎，李新宇，谈芦益，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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