压缩机内部气流速度的获取方法及测试装置制造方法及图纸

本申请公开了一种压缩机内部气流速度的获取方法及测试装置，涉及压缩机内部流场测量技术领域，解决了目前存在基于测量温度得到的气流速度具有较大误差，测量精度降低的问题。该方法包括：采集压缩机内部流场中任一位置的压力测量值、温度测量值，确定气流马赫数的当前值，当检测到气流马赫数的当前值与预设气流马赫数之间的差值小于预设阈值时，确定气流马赫数的当前值为目标气流马赫数；获取总温度恢复系数与温度测量值和校准总温之间的关系式，基于总温度恢复系数的值和温度测量值利用关系式得到校准温度的值，基于校准温度的值和目标气流马赫数得到目标气流速度。标气流马赫数得到目标气流速度。标气流马赫数得到目标气流速度。

【技术实现步骤摘要】
压缩机内部气流速度的获取方法及测试装置


[0001]本申请属于压缩机内部流场测量
，具体地，涉及一种压缩机内部气流速度的获取方法及测试装置。

技术介绍

[0002]透平压缩机，是指具有高速旋转叶轮的动力式压缩机，其依靠旋转叶轮与气流间的相互作用力来提高气体压力，同时使气流产生加速度而获得动能，然后气流在扩压器中减速，将动能转化为压力能，进一步提高压力。在压缩过程中气体流动是连续的，其广泛用于各种工艺过程中输送空气和各种气体，并提高其压力。
[0003]在实际应用过程中，通常使用五孔探针或四孔探针测量压缩机内部的三元流动，然后通过温度补偿计算待测点的气流速度，为了得到准确的测量温度，通常采用扩大温度探针测量温度的不灵敏角的方法。但申请人认识到，通过增大温度测量不灵敏角的范围是有限的，在气流角度较大时，气流角度往往超出了温度测量不灵敏角的范围，致使采用温度探针进行温度测量时，气流动能不能完全转化为热能，得到的测量温度具有较大的误差，采用误差较大的测量温度进行温度补偿计算，得到的气流速度也具有较大的误差，测量精度较低。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种压缩机内部气流速度的获取方法及测试装置，主要目的在于解决目前存在通过增大温度探针温度测量不灵敏角的范围得到的测量温度具有较大误差，进而基于测量温度得到的气流速度也具有较大误差，测量精度降低的问题。
[0005]依据本申请第一方面，提供了一种压缩机内部气流速度的获取方法，包括：
[0006]采集压缩机内部流场中任一位置的压力测量值、温度测量值；
[0007]获取预设气流马赫数，以及基于所述压力测量值和所述预设气流马赫数确定气流马赫数的当前值；
[0008]当检测到所述气流马赫数的当前值与所述预设气流马赫数之间的差值小于预设阈值时，确定所述气流马赫数的当前值为目标气流马赫数；
[0009]获取总温度恢复系数与所述温度测量值和校准总温之间的关系式，基于所述总温度恢复系数的值和所述温度测量值利用所述关系式得到所述校准温度的值，所述总温度恢复系数的值是基于所述目标气流马赫数确定得到的；
[0010]基于所述校准温度的值和所述目标气流马赫数计算得到气流速度的值作为目标气流速度。
[0011]可选地，所述基于所述压力测量值和所述预设气流马赫数确定气流马赫数的当前值，包括：
[0012]获取偏转角系数与气流马赫数、第一气流角和第二气流角相关的第一函数曲线、俯仰角系数与所述气流马赫数、所述第一气流角和所述第二气流角相关的第二函数曲线、
总压系数与所述气流马赫数、所述第一气流角和所述第二气流角相关的第三函数曲线以及静压系数与所述气流马赫数、所述第一气流角和所述第二气流角相关的第四函数曲线；
[0013]基于所述预设气流马赫数分别对所述第一函数曲线、所述第二函数曲线、所述第三函数曲线和第四函数曲线进行拟合，得到所述偏转角系数与所述第一气流角和所述第二气流角之间的第一标准函数、所述俯仰角系数与所述第一气流角和所述第二气流角之间的第二标准函数、所述总压系数与所述第一气流角和所述第二气流角之间的第三标准函数以及所述静压系数与所述第一气流角和所述第二气流角之间的第四标准函数，其中，
[0014]所述第一标准函数为：K
α
＝f1'(M
a0
,α,β)，
[0015]所述第二标准函数为：K
β
＝f2'(M
a0
,α,β)，
[0016]所述第三标准函数为：K
P
＝f3'(M
a0
,α,β)，
[0017]所述第四标准函数为：K
v
＝f4'(M
a0
,α,β)，
[0018]其中，M
a0
为所述预设气流马赫数；
[0019]获取所述偏转角系数与所述压力测量值之间的第一公式、所述俯仰角系数与所述压力测量值之间的第二公式、所述总压系数与所述压力测量值和校准压力之间的第三公式、所述静压系数与所述压力测量值、所述校准压力和校准静压之间的第四公式；
[0020]基于所述压力测量值利用所述第一公式确定所述偏转角系数的值，基于所述压力测量值利用所述第二公式确定所述俯仰角系数的值；
[0021]基于所述偏转角系数的值和所述俯仰角系数的值利用所述第一标准函数和所述第二标准函数确定所述第一气流角的角度值和所述第二气流角的角度值；
[0022]基于所述第一气流角的角度值和所述第二气流角的角度值利用所述第三标准函数得到所述总压系数的值，以及基于所述第一气流角的角度值和所述第二气流角的角度值利用所述第四标准函数得到所述静压系数的值；
[0023]基于所述压力测量值和所述总压系数的值利用所述第三公式得到所述校准压力的总压值，以及基于所述压力测量值、所述校准压力的总压值和所述静压系数的值利用所述第四公式得到所述校准静压的静压值；
[0024]获取所述气流马赫数与所述校准压力和所述校准静压之间的第五公式，以及基于所述校准压力的总压值和所述校准静压的静压值利用所述第五公式得到所述气流马赫数的当前值，其中，
[0025]所述第五公式为：
[0026]其中，P
t
表示所述校准压力，P
s
表示所述校准静压，M
a
为所述气流马赫数。
[0027]可选地，所述方法还包括：
[0028]确定所述偏转角系数与所述气流马赫数、所述第一气流角和所述第二气流角之间的第一函数关系、所述俯仰角系数与所述气流马赫数、所述第一气流角和所述第二气流角之间的第二函数关系、所述总压系数与所述气流马赫数、所述第一气流角和所述第二气流角之间的第三函数关系以及所述静压系数与所述气流马赫数、所述第一气流角和所述第二气流角之间的第四函数关系，其中，
[0029]所述第一函数关系为：K
α
＝f1(M
a
,α,β)，
[0030]所述第二函数关系为：K
β
＝f2(M
a
,α,β)，
[0031]所述第三函数关系为：K
P
＝f3(M
a
,α,β)，
[0032]所述第四函数关系为：K
v
＝f4(M
a
,α,β)，
[0033]其中，K
α
为所述偏转角系数，K
β
为所述俯仰角系数，K
P
为所述总压系数，K
v
为所述静压系数，α为所述第一气流角，β为所述第二气流角；
[0034]获取所述气流马赫数的多个经验值，基于所述第一函数关系、所述第二函数关系、所述第三函数关系和所述第四函数关系利用所述气流马赫数的多个经验值在三维坐标系中确定所述第一函数曲线、所述第二函数曲线、所述第三函数曲线和第四函数曲线。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压缩机内部气流速度的获取方法，其特征在于，包括：采集压缩机内部流场中任一位置的压力测量值、温度测量值；获取预设气流马赫数，以及基于所述压力测量值和所述预设气流马赫数确定气流马赫数的当前值；当检测到所述气流马赫数的当前值与所述预设气流马赫数之间的差值小于预设阈值时，确定所述气流马赫数的当前值为目标气流马赫数；获取总温度恢复系数与所述温度测量值和校准总温之间的关系式，基于所述总温度恢复系数的值和所述温度测量值利用所述关系式得到所述校准温度的值，所述总温度恢复系数的值是基于所述目标气流马赫数确定得到的；基于所述校准温度的值和所述目标气流马赫数计算得到气流速度的值作为目标气流速度。2.根据权利要求1所述的压缩机内部气流速度的获取方法，其特征在于，所述基于所述压力测量值和所述预设气流马赫数确定气流马赫数的当前值，包括：获取偏转角系数与气流马赫数、第一气流角和第二气流角相关的第一函数曲线、俯仰角系数与所述气流马赫数、所述第一气流角和所述第二气流角相关的第二函数曲线、总压系数与所述气流马赫数、所述第一气流角和所述第二气流角相关的第三函数曲线以及静压系数与所述气流马赫数、所述第一气流角和所述第二气流角相关的第四函数曲线；基于所述预设气流马赫数分别对所述第一函数曲线、所述第二函数曲线、所述第三函数曲线和第四函数曲线进行拟合，得到所述偏转角系数与所述第一气流角和所述第二气流角之间的第一标准函数、所述俯仰角系数与所述第一气流角和所述第二气流角之间的第二标准函数、所述总压系数与所述第一气流角和所述第二气流角之间的第三标准函数以及所述静压系数与所述第一气流角和所述第二气流角之间的第四标准函数，其中，所述第一标准函数为：K
α
＝f1'(M
a0
,α,β)，所述第二标准函数为：K
β
＝f2'(M
a0
,α,β)，所述第三标准函数为：K
P
＝f3'(M
a0
,α,β)，所述第四标准函数为：K
v
＝f4'(M
a0
,α,β)，其中，M
a0
为所述预设气流马赫数；获取所述偏转角系数与所述压力测量值之间的第一公式、所述俯仰角系数与所述压力测量值之间的第二公式、所述总压系数与所述压力测量值和校准压力之间的第三公式、所述静压系数与所述压力测量值、所述校准压力和校准静压之间的第四公式；基于所述压力测量值利用所述第一公式确定所述偏转角系数的值，基于所述压力测量值利用所述第二公式确定所述俯仰角系数的值；基于所述偏转角系数的值和所述俯仰角系数的值利用所述第一标准函数和所述第二标准函数确定所述第一气流角的角度值和所述第二气流角的角度值；基于所述第一气流角的角度值和所述第二气流角的角度值利用所述第三标准函数得到所述总压系数的值，以及基于所述第一气流角的角度值和所述第二气流角的角度值利用所述第四标准函数得到所述静压系数的值；基于所述压力测量值和所述总压系数的值利用所述第三公式得到所述校准压力的总压值，以及基于所述压力测量值、所述校准压力的总压值和所述静压系数的值利用所述第
四公式得到所述校准静压的静压值；获取所述气流马赫数与所述校准压力和所述校准静压之间的第五公式，以及基于所述校准压力的总压值和所述校准静压的静压值利用所述第五公式得到所述气流马赫数的当前值，其中，所述第五公式为：其中，P
t
表示所述校准压力，P
s
表示所述校准静压，M
a
为所述气流马赫数。3.根据权利要求2所述的压缩机内部气流速度的获取方法，其特征在于，所述方法还包括：确定所述偏转角系数与所述气流马赫数、所述第一气流角和所述第二气流角之间的第一函数关系、所述俯仰角系数与所述气流马赫数、所述第一气流角和所述第二气流角之间的第二函数关系、所述总压系数与所述气流马赫数、所述第一气流角和所述第二气流角之间的第三函数关系以及所述静压系数与所述气流马赫数、所述第一气流角和所述第二气流角之间的第四函数关系，其中，所述第一函数关系为：K
α
＝f1(M
a
,α,β)，所述第二函数关系为：K
β
＝f2(M
a
,α,β)，所述第三函数关系为：K
P
＝f3(M
a
,α,β)，所述第四函数关系为：K
v
＝f4(M
a
,α,β)，其中，K
α
为所述偏转角系数，K
β
为所述俯仰角系数，K
P
为所述总压系数，K
v
为所述静压系数，α为所述第一气流角，β为所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵强，曾鸣，李文溥，张嘉辉，郭钦元，
申请(专利权)人：沈阳鼓风机集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：