一种燃气轮机排气引射器引射系数测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种燃气轮机排气引射器引射系数测量装置，设置于排气引射器管道的管口处，其特征在于，包括：滑移机构，架设于排气引射器管道管口并与其滑动连接；驱动基础结构，与滑移机构固定；旋转驱动结构，设于驱动基础结构上，并与排气引射器管道连接传动，实现驱动基础结构在排气引射器管道管口周向运动；风速探头；风速探头驱动结构，设于驱动基础结构上，带动风速探头在排气引射器管道的管口径向移动；还公开了其测量方法。本发明专利技术装置在安装后可自动设置并采集多点速度，将角度和半径划分越多，得到的数据精度越高，获得的引射系数也越准确，可以精准把握引射器出口的速度分布情况。情况。情况。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气轮机排气引射器引射系数测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及排气引射器性能测试
，尤其是涉及一种燃气轮机排气引射器引射系数测量装置及方法。

技术介绍

[0002]排气引射器是一种通过主流流体引射次流流体的装置，最早出现在航空发动机上，用于降低发动机排气温度，经过改装后应用到船用燃气轮机排气系统中，凭借其结构简单、可有效降低排气温度和不消耗其他能源等诸多优点在燃气轮机排气系统中得到广泛应用，装备排气引射器的舰船有效减弱了红外信号强度，提高了海上生存能力。
[0003]引射系数是评价排气引射器性能的重要指标，定义为被引射流体的质量流量与排气主流质量流量的比，其数值越大，表明引射器的引射能力越强。通常，排气引射器出口面速度存在峰值，具有明显的不均匀性，尤其在多喷嘴排气引射器出口该现象更为显著。因此，对引射系数的测量一般采用测量引射器出口面上多个点速度取均值的方法。该方法测量误差大，无法把握出口面速度的分布情况。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：为了克服
技术介绍
的不足，本专利技术的第一目的是公开一种燃气轮机排气引射器引射系数测量装置；
[0005]第二目的是公开利用上述燃气轮机排气引射器引射系数测量装置的测量方法；
[0006]通过测量装置的旋转作动和探头的前后伸缩，实现引射器出口面上多点速度的自动采集，并通过坐标系的建立和曲面方程的拟合与积分获得引射系数，为排气引射器引射系数的测量提供技术参考。
[0007]技术方案：本专利技术所述的燃气轮机排气引射器引射系数测量装置，设置于排气引射器管道的管口处，其特征在于，包括：
[0008]滑移机构，架设于排气引射器管道管口并与其滑动连接；
[0009]驱动基础结构，与滑移机构固定；
[0010]旋转驱动结构，设于驱动基础结构上，并与排气引射器管道连接传动，实现驱动基础结构在排气引射器管道管口周向运动；
[0011]风速探头；
[0012]风速探头驱动结构，设于驱动基础结构上，带动风速探头在排气引射器管道的管口径向移动。
[0013]进一步的，所述滑移机构包括滑移固定架以及与其连接的内滑动导板和外滑动导板，所述滑移固定架与管口的外端平行，所述内滑动导板和外滑动导板与排气引射器管道的曲率一致，两者间隔固定，形成供排气引射器管道插入的滑动导槽结构，所述滑移固定架通过内滑动导板和外滑动导板架设于排气引射器管道的外端。
[0014]进一步的，所述旋转驱动结构包括套设于排气引射器管道上的齿圈，还包括设于
驱动基础结构上的第一电机，所述第一电机通过第一齿轮组与齿圈啮合传动，通过第一电机驱动滑移机构在排气引射器管道的管口周向移动。
[0015]进一步的，所述第一齿轮组包括与第一电机驱动端连接的第一锥齿轮以及设于驱动基础结构上的第一传动轴，所述第一传动轴上固定有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮以及与齿圈啮合的第一圆柱齿轮。
[0016]进一步的，所述风速探头驱动结构包括设于驱动基础结构上的第二电机和探头齿条，所述风速探头固定在探头齿条的端部，所述第二电机通过第二齿轮组与探头齿条啮合传动，通过第二电机驱动探头齿条沿着排气引射器管道的管口径向移动。
[0017]进一步的，所述第二齿轮组包括与第二电机驱动端连接的第三锥齿轮以及设于驱动基础结构上的第二传动轴，所述第二传动轴上固定有与第三锥齿轮啮合的第四锥齿轮以及与探头齿条啮合的第二圆柱齿轮。
[0018]进一步的，所述第二圆柱齿轮侧边设有第一限位架，所述驱动基础结构上还设有第二限位架，所述第二限位架内设有定位轴，所述定位轴上设有第三圆柱齿轮，所述探头齿条穿过第一限位架和第二限位架实现传动方向限位，并与第二圆柱齿轮和第三圆柱齿轮啮合。
[0019]进一步的，所述风速探头在探头齿条端部沿着排气引射器管道的轴向向内弯折延伸。
[0020]进一步的，所述驱动基础结构与滑移机构可拆卸连接。
[0021]一种燃气轮机排气引射器引射系数测量方法，采用上述燃气轮机排气引射器引射系数测量装置，包括如下步骤：
[0022]S1、以排气引射器管道出口面圆心为中心建立三维直角坐标系Oxyz，将出口面以角度和半径划分为蛛网形若干个区域，假设角度划分为m份，半径划分为n份，通过控制第一电机，实现装置在角度上的转动，通过控制第二电机，实现风速探头在直径上的位置变动，通过多次改变风速探头的位置最终测得各蛛网点的速度，共m
×
n个，即得到了在(x
i
，y
j
)坐标时的速度f(x，y)，i＝1，2
……
m，j＝1，2
……
n；
[0023]S2、对上述数据进行二元多项式拟合，以得到满足描述所有数据的最精确曲面方程，以二次多项式为例，求解f(x，y)＝c
00
+c
10
x+c
01
y+c
20
x2+c
11
xy+c
02
y2中的拟合系数c
00
、c
10
、c
01
、c
20
、c
11
、c
02
；
[0024]S3、根据Q＝ρvA，为了得到质量流量，需要得到vA，在物理意义上看，vA即拟合的曲面方程与xOy平面围成的体积，对曲面方程进行二重积分后即可得到质量流量值；
[0025][0026]其中Q为排气引射器出口的质量流量，ρ为密度；
[0027]S4、当主流质量流量为Q
in
时，燃气轮机排气引射器的引射系数为：
[0028][0029]其中η为引射系数，Q
in
为引射器排气主流的质量流量。
[0030]有益效果：与现有技术相比，本专利技术的优点为：在安装后可自动设置并采集多点速度，将角度和半径划分越多，得到的数据精度越高，获得的引射系数也越准确，可以精准把
握引射器出口的速度分布情况；同时为了满足不同尺寸排气引射器的引射系数测量，本专利技术提供了可拆卸的滑移机构，只需改变滑移机构的尺寸，便可适应于不同尺寸排气引射器的测量，具有适应性好、操作方便等优点。
附图说明
[0031]图1是本专利技术装置整体图；
[0032]图2是本专利技术滑移机构结构图；
[0033]图3是本专利技术旋转驱动结构结构图；
[0034]图4是本专利技术风速探头驱动结构结构图；
[0035]图5是本专利技术探头齿条结构图；
[0036]图6是本专利技术蛛网形区域划分示意图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明。
[0038]如图1所示的燃气轮机排气引射器引射系数测量装置，设置于排气引射器管道1的管口处，包括：
[0039]滑移机构2，架设于排气引射器管道1管口并与其滑动连接；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机排气引射器引射系数测量装置，设置于排气引射器管道(1)的管口处，其特征在于，包括：滑移机构(2)，架设于排气引射器管道(1)管口并与其滑动连接；驱动基础结构(3)，与滑移机构(2)固定；旋转驱动结构(4)，设于驱动基础结构(3)上，并与排气引射器管道(1)连接传动，实现驱动基础结构(3)在排气引射器管道(1)管口周向运动；风速探头(5)；风速探头驱动结构(6)，设于驱动基础结构(3)上，带动风速探头(5)在排气引射器管道(1)的管口径向移动。2.根据权利要求1所述的燃气轮机排气引射器引射系数测量装置，其特征在于：所述滑移机构(2)包括滑移固定架(201)以及与其连接的内滑动导板(202)和外滑动导板(203)，所述滑移固定架(201)与管口的外端平行，所述内滑动导板(202)和外滑动导板(203)与排气引射器管道(1)的曲率一致，两者间隔固定，形成供排气引射器管道(1)插入的滑动导槽结构，所述滑移固定架(201)通过内滑动导板(202)和外滑动导板(203)架设于排气引射器管道(1)的外端。3.根据权利要求2所述的燃气轮机排气引射器引射系数测量装置，其特征在于：所述旋转驱动结构(4)包括套设于排气引射器管道(1)上的齿圈(401)，还包括设于驱动基础结构(3)上的第一电机(402)，所述第一电机(402)通过第一齿轮组与齿圈(401)啮合传动，通过第一电机(402)驱动滑移机构(2)在排气引射器管道(1)的管口周向移动。4.根据权利要求3所述的燃气轮机排气引射器引射系数测量装置，其特征在于：所述第一齿轮组包括与第一电机(402)驱动端连接的第一锥齿轮(403)以及设于驱动基础结构(3)上的第一传动轴(404)，所述第一传动轴(404)上固定有与第一锥齿轮(403)啮合的第二锥齿轮(405)以及与齿圈(401)啮合的第一圆柱齿轮(406)。5.根据权利要求3所述的燃气轮机排气引射器引射系数测量装置，其特征在于：所述风速探头驱动结构(6)包括设于驱动基础结构(3)上的第二电机(601)和探头齿条(602)，所述风速探头(5)固定在探头齿条(602)的端部，所述第二电机(601)通过第二齿轮组与探头齿条(602)啮合传动，通过第二电机(601)驱动探头齿条(602)沿着排气引射器管道(1)的管口径向移动。6.根据权利要求5所述的燃气轮机排气引射器引射系数测量装置，其特征在于：所述第二齿轮组包括与第二电机(601)驱动端连接的第三锥齿轮(603)以及设于驱动基础结构(3)上的第二传动轴(604)，所述第二传动轴(604)上固定有与第三锥齿轮(603)啮合的第四锥齿轮(605)以及与探头齿条(602)啮合的第二圆柱齿轮(606)。7.根据权利要求6所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁杰，杨凯杰，李永浩，孔犇犇，蒋彦龙，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：