一种风洞马赫数与轴向密流比耦合调节的控制系统与方法技术方案

本发明专利技术一种风洞马赫数与轴向密流比耦合调节的控制系统与方法，属于航空航天工业风洞实验测控领域；其结构包括气源、稳压段、收敛段、实验段、AVDR调控装置以及控制系统，其中气源包括三台罗茨鼓风机，通过控制其蝶阀的开度来调节实验段的Ma；两台罗茨真空泵用于在实验段侧壁进行抽吸，通过控制其蝶阀开度以实现不同的AVDR。其步骤为：1.获得Ma与鼓风机蝶阀开度的关系曲线；2.采用PID控制方式自动调节Ma与AVDR。本发明专利技术采用PID控制方式对Ma与AVDR进行复合控制，有效解决了传统实验方式中手动调节带来的精度较低、耗时较长的问题。耗时较长的问题。耗时较长的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种风洞马赫数与轴向密流比耦合调节的控制系统与方法


[0001]本专利技术属于航空航天工业风洞实验测控领域，具体涉及一种风洞马赫数与轴向密流比耦合调节的控制系统与方法。

技术介绍

[0002]风洞是指在一个管道系统内，使用动力装置驱动一股可控制的气流，根据运动的相对性和相似原理进行各种气动力实验的设备。
[0003]目前常用的风洞按照驱动方式的不同可以分为暂冲式风洞和连续式风洞。连续式风洞将可控电机组以及由它带动的风扇或压缩机作为其驱动系统，通过风扇叶片旋转或压缩机转子转动使风洞管道内的气体压强增大来维持稳定的流场。与暂冲式风洞相比，连续式风洞具有持续运行时间长、运行费用低等优点。
[0004]压气机是航空发动机的关键组成部分之一，其设计水平不仅决定了航空发动机的推重比、推进效率、最大推力等关键性能指标的优劣，还对发动机的稳定性也有显著影响。在对压气机叶片性能的基础研究中，要进行大量的平面叶栅风洞实验，从而对理论研究进行验证。平面叶栅由很多几何形状相同并按照一定要求和间隔一定距离排列起来的叶型组成，可用于模拟压气机二元流动、角区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风洞马赫数与轴向密流比耦合调节的控制系统，其特征在于：包括气源、稳压段、收敛段、实验段、AVDR调控装置、压力传感器和控制系统，所述气源、稳压段、收敛段依次安装于实验段入口，所述实验段用于安装叶栅实验件以及进行相关参数测量，所述AVDR调控装置设置于实验段的两侧；通过控制所述气源的蝶阀开度调节实验段的马赫数Ma,通过控制所述AVDR调控装置的蝶阀开度以实现不同的AVDR；所述控制系统根据输入的Ma、AVDR指令以及根据压力传感器测量结果，实时计算出Ma与AVDR自动调节气源和AVDR调控装置蝶阀的开度。2.根据权利要求1所述风洞马赫数与轴向密流比耦合调节的控制系统，其特征在于：所述气源包括三台罗茨鼓风机，能够实现进口马赫数0.3～0.95的叶栅吹风实验。3.根据权利要求1所述风洞马赫数与轴向密流比耦合调节的控制系统，其特征在于：所述稳压段等直径圆筒形。4.根据权利要求1所述风洞马赫数与轴向密流比耦合调节的控制系统，其特征在于：所述收敛段包括圆转方结构和可调式矩形收敛段，所述圆转方结构使风洞管道从圆筒型的稳压段过渡到便于叶栅实验吹风的矩形截面；所述可调式矩形收敛段的入口为圆转方结构的出口，其出口宽度固定，出口高度能够根据叶栅的不同实验工况进行调节。5.根据权利要求1所述风洞马赫数与轴向密流比耦合调节的控制系统，其特征在于：所述实验段进行的相关参数测量包括栅前气流总温总压、栅前壁面静压、栅后气流总压与静压、叶栅出口气流角和栅后壁面静压。6.根据权利要求1所述风洞马赫数与轴向密流比耦合调节的控制系统，其特征在于：所述叶栅实验件由矩形栅板及装配在其上的直叶片组成，直叶片指从叶片根部至叶片尖部叶型完全一致、且叶型的形心连线垂直于叶根所在平面的叶片。7.根据权利要求1
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6任一项所述风洞马赫数与轴向密流比耦合调节的控制系统，其特征在于：所述AVDR调控装置包括安装在实验段两侧的抽吸罩以及两个罗茨真空泵，其抽吸能力能够实现实验段1.0至1.2的AVDR。8.一种权利要求7所述风洞马赫数与轴向密流比耦合调节的控制系统的控制方法，其特征在于具体步骤如下：步骤1：将叶栅实验件安装至实验段之后，保持真空泵蝶阀全开，手动持续关闭鼓风机蝶阀，使实验段Ma超过实验工况要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：茅晓晨，张冉，刘波，程昊，张瑞辰，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：