一种用于轴流压气机封严腔泄漏流识别与检测的方法技术

本发明专利技术公开的一种用于轴流压气机封严腔泄漏流识别与检测的方法，包括依次进行的静态密封性检测、压气机封严腔进/出口压差分析、进/出口流量变化分析、效率特性变化分析、出口根部流场变化分析和封严腔泄漏流量测量六部分内容；每个检测步骤都预设有阀域，如果测试结果不符合阀域则判断为故障并输出结果；所述静态密封性检测、压气机封严腔进/出口压差分析、进/出口流量变化分析、效率特性变化分析均用于判断是否存在泄流，所述出口根部流场变化分析和封严腔泄漏流量测量判断泄流位置与流量。相比现有技术，本方法能够提高压气机气动性能试验测试的真实性和效率。性能试验测试的真实性和效率。性能试验测试的真实性和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于轴流压气机封严腔泄漏流识别与检测的方法


[0001]本专利技术公开一种用于轴流压气机封严腔泄漏流识别与检测的方法，涉及轴流压气机泄漏检测


技术介绍

[0002]压气机是航空发动机的核心部件，其效率对总体性能和功能指标有重要影响。压气机试验通过获取真实的物理参数，评估设计指标，为验证设计结果和确认改进方向提供依据。扭矩法可以通过测量压气机传动轴机械扭矩变化，评估压气机效率。但是，扭矩法测量时需要考虑多种环境影响因素，如鼓风损失、机械损失、标定等。因此，绝热效率高精度试验测量面临着多种限制。
[0003]目前，国内进行压气机性能参数试验测试时，依据相关行业标准执行。然而，现行标准对于压气机性能试验过程中的影响因素检测与控制未做出明确的规定，操作性不强。特别是针对高空长航时航空发动机，由于处于负压力低密度工作环境，容易因密封结构失效而诱发气流泄漏，若不考虑泄漏流的影响，将会导致试验测量结果严重失真。
[0004]具体而言，国内开展压气机性能参数试验测试存在以下问题：1.行业标准对于压气机性能试验过程中的影响因素检测与控制缺乏明确严格的规定；2.缺乏轴承封严腔泄漏流对压气机效率参数测量影响的研究基础；3.高空长航时航空发动机的气流泄漏问题未得到充分考虑。可见现有技术中缺乏一套系统、全面的测试方法，导致压气机性能试验中影响因素的检测、控制和评估不足，可能导致试验结果失真。
[0005]本
技术实现思路

[0006]本专利技术目的在于，提供一种用于轴流压气机封严腔泄漏流识别与检测的方法，提供一种系统、全面的轴流压气机封严腔泄漏流识别与检测方法。
[0007]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，专利技术是通过以下技术方案实现：
[0008]一种用于轴流压气机封严腔泄漏流识别与检测的方法，包括：依次进行的静态密封性检测、压气机封严腔进/出口压差分析、进/出口流量变化分析、效率特性变化分析、出口根部流场变化分析和封严腔泄漏流量测量六部分内容；
[0009]每个检测步骤都预设有阀域，如果测试结果不符合阀域则判断为故障并输出结果；
[0010]所述静态密封性检测、压气机封严腔进/出口压差分析、进/出口流量变化分析、效率特性变化分析均用于判断是否存在泄流，所述出口根部流场变化分析和封严腔泄漏流量测量判断泄流位置与流量。
[0011]进一步的，所述静态密封性检测具体为使用堵板对进口和出口流道进行密封，并通过外部供气装置加压，供气加压至约200kPa确保压力下降速率小于300Pa/min。
[0012]进一步的，所述压气机封严腔进/出口压差分析具体为测量封严腔压力和转子/轮毂间隙出口压力，并对比两者，判断是否存在泄漏流；
[0013]前述偏差包括大于10kPa/20kPa，说明压气机内部存在封严腔泄漏流。
[0014]进一步的，所述进/出口流量变化分析具体为通过调节试验设备的进气节流装置或辅助供气系统，测量进口和出口质量流量的偏差变化，以确认泄漏流的存在；
[0015]具体而言，控制节流比变化范围在0.5～1.0，高压气机封严腔供气压力范围在0～50kPa。
[0016]进一步的，所述效率特性变化分析具体为测量扭矩效率和温升效率随进气节流比或封严腔供气压力的变化，判断泄漏流对性能的影响，控制节流比变化范围在0.5～1.0，高压气机封严腔供气压力范围在0～50kPa，如果扭矩效率衰减程度明显大于温升效率，则表明存在封严腔泄漏流。
[0017]进一步的，所述出口根部流场变化分析具体为测量出口压力径向分布随进气节流比或封严腔供气压力的变化，以确定泄漏流位置
[0018]控制节流比变化范围在0.5～1.0，高压气机封严腔供气压力范围在0～50kPa，观察压气机出口压力参数沿径向分布，如果近轮毂位置的压力衰减程度明显大于其余径向位置，则表明存在封严腔泄漏流；
[0019]测量出口压力径向分布时，发现在近轮毂位置的压力衰减程度明显大于其余径向位置，那么可以初步判定在近轮毂位置存在封严腔泄漏流。
[0020]进一步的，结合静态密封性检测、压气机封严腔进/出口压差分析、进/出口流量变化分析、效率特性变化分析结果，综合判断泄漏流的位置
[0021]有益效果：
[0022]本专利技术提出了一种适用于轴流压气机的封严腔泄漏流在线识别与有效检测的试验方法，能够在试验过程中准确识别封严腔泄漏作用并测量流道内部封严腔泄漏流量，为评估封严腔泄漏流对压气机性能参数的影响提供技术支持，无需改造现有压气机设备系统组成和控制程序，适用于地面敞开吸气式压气机试验设备上的气动性能试验。相比现有技术，本方法能够提高压气机气动性能试验测试的真实性和效率，具有广泛的应用前景。
[0023]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例所述的一种用于轴流压气机封严腔泄漏流识别与检测的方法的实现逻辑图；
具体实施方式
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将结合附图对实施例对本专利技术进行详细说明。
[0026]实施例
[0027]本实施例所述的一种适用于轴流压气机封严腔泄漏流识别与检测的试验方法，通过静态密封性检测、压气机封严腔进/出口压差分析、进/出口流量变化分析、效率特性变化分析、出口根部流场变化分析和封严腔泄漏流量测量，进而实现压气机封严腔泄漏特性的识别和检测。
[0028]实际上每个检测步骤都预设有阀域，如果测试结果不符合阀域则判断为故障并输出结果。
[0029]所述静态密封性检测、压气机封严腔进/出口压差分析、进/出口流量变化分析、效率特性变化分析均用于判断是否存在泄流，如果判断为泄流则直接进行出口根部流场变化分析和封严腔泄漏流量测量判断泄流位置与流量。
[0030]结合图1进行理解，本实施例的步骤具体包括：
[0031]步骤1、在压气机上台安装前，采用堵板对压气机流道进口和出口进行密闭封堵，通过外部供气装置对压气机流道进行供气加压至约200kPa,观测压气机流道内部压力随时间变化情况，确保压力下降速率小于300Pa/min。
[0032]步骤2、将压气机稳定运行在某个工作转速，分别测量封严腔压力(如果没有布置压力测点，可以采用封严腔供气压力代替)和压气机转子/轮毂间隙出口压力(如果无法布置压力测点，可以采用压气机流道进口压力代替)；对比封严腔压力和压气机转子/轮毂间隙出口压力，如果封严腔压力与转子/轮毂间隙出口压力偏差大于10kPa，或者封严腔供气压力与转子/轮毂间隙出口压力偏差大于20kPa，则认为压气机内部存在封严腔泄漏流，后续试验中需要考虑封严腔泄漏流对压气机性能试验结果的影响；反之，则不用考虑封严腔泄漏流影响。
[0033]步骤3、将压气机稳定运行在某个工作转速，通过调节试验设备进气节流装置减小压气机进气节流比(节流比变化范围控制在0.5～1.0)，或者通过调节试验设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于轴流压气机封严腔泄漏流识别与检测的方法，其特征在于，包括：依次进行的静态密封性检测、压气机封严腔进/出口压差分析、进/出口流量变化分析、效率特性变化分析、出口根部流场变化分析和封严腔泄漏流量测量六部分内容；每个检测步骤都预设有阀域，如果测试结果不符合阀域则判断为故障并输出结果；所述静态密封性检测、压气机封严腔进/出口压差分析、进/出口流量变化分析、效率特性变化分析均用于判断是否存在泄流，所述出口根部流场变化分析和封严腔泄漏流量测量判断泄流位置与流量。2.根据权利要求1所述的用于轴流压气机封严腔泄漏流识别与检测的方法，其特征在于，所述静态密封性检测具体为使用堵板对进口和出口流道进行密封，并通过外部供气装置加压，供气加压至约200kPa确保压力下降速率小于300Pa/min。3.根据权利要求2所述的用于轴流压气机封严腔泄漏流识别与检测的方法，其特征在于，所述压气机封严腔进/出口压差分析具体为测量封严腔压力和转子/轮毂间隙出口压力，并对比两者，判断是否存在泄漏流；前述偏差包括大于10kPa/20kPa，说明压气机内部存在封严腔泄漏流。4.根据权利要求3所述的用于轴流压气机封严腔泄漏流识别与检测的方法，其特征在于，所述进/出口流量变化分析具体为通过调节试验设备的进气节流装置或辅助供气系统，测量进口和出口质量流量的偏差变化，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林彬彬，向宏辉，付尧明，侯宽新，张恒铭，
申请(专利权)人：中国民用航空飞行学院，
类型：发明
国别省市：