评估涡轮发动机燃烧室的出口温度分布因子的方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种评估涡轮发动机燃烧室的出口温度分布因子的方法及装置，简单、准确地预测涡轮发动机燃烧室的温度非均匀性，且降低成本。本申请实施例有效地解决了热斑相关特征在重构温度场中的问题，并使用稀疏测量获得了与实际测量几乎相同的径向温度分布因子，实用性强。用性强。用性强。

【技术实现步骤摘要】
评估涡轮发动机燃烧室的出口温度分布因子的方法及装置


[0001]本申请涉及但不限于燃气涡轮发动机技术，尤指一种评估涡轮发动机燃烧室的出口温度分布因子的方法及装置。

技术介绍

[0002]燃气涡轮发动机广泛用于各种应用领域，包括飞机推进、发电和海上推进等。燃气涡轮发动机中，燃烧室出口截面上的温度场是复杂且不稳定的，存在大的径向和周向变化。目前，用于表征燃烧室出口温度非均匀性的方法需要旋转耙子进行数百个周向测点测量，费时且成本高昂。
[0003]如何简单、准确地量化涡轮发动机燃烧室的温度非均匀性，成为亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种评估涡轮发动机燃烧室的出口温度分布因子的方法及装置，能够简单、准确地预测涡轮发动机燃烧室的温度非均匀性，且降低成本。
[0005]本专利技术实施例提供了一种评估涡轮发动机燃烧室的出口温度分布因子的方法，包括：
[0006]获取涡轮发动机燃烧室出口截面上预设数量的温度测量值；
[0007]根据获取的温度测量值，利用多波数近似方法重构涡轮发动机燃烧室出口截面的温度场；
[0008]根据重构得到的温度场，获取径向温度分布因子和整体温度分布因子，以量化涡轮发动机燃烧室出口截面的温度不均匀性。
[0009]在一种示例性实例中，所述重构涡轮发动机燃烧室出口截面的温度场之后，所述获取径向温度分布因子和整体温度分布因子之前，还包括：
[0010]基于皮尔逊相关系数评估所述重构的温度场的置信度。
[0011]在一种示例性实例中，所述皮尔逊相关系数ρ的计算公式如下：
[0012][0013]其中，T
i
表示测量的与第i个波数相关的真实温度值，T
fit,i
表示所述重构后得到的温度场的与第i个波数相关的温度值，脚标i用于指示与第i个波数相关的参数。
[0014]在一种示例性实例中，所述重构涡轮发动机燃烧室出口截面的温度场之后，所述获取径向温度分布因子和整体温度分布因子之前，还包括：
[0015]基于以下参数之一或任意组合评价重构的温度场的精确度：径向温度变化、整体温度变化、周向温度变化、周向平均径向温度分布参数。
[0016]在一种示例性实例中，对于基于所述径向温度变化评价重构的温度场的精确度的情况，所述径向温度变化RTV的计算公式如下：
[0017]其中，表示所述涡轮发动机燃烧室出口的周向平均最大温度，表示所述涡轮发动机燃烧室出口的区域平均温度；
[0018]对于基于所述整体温度变化评价重构的温度场的精确度的情况，所述整体温度变化OTV的计算公式如下：
[0019]其中，T
4,max
表示燃烧室出口的最大温度；
[0020]对于基于所述周向温度变化评价重构的温度场的精确度的情况，所述周向温度变化CTV的计算公式如下：
[0021]其中，T
4,max
(r)表示在径向r的圆周位置内最高温度；
[0022]对于基于所述周向平均径向温度分布参数评价重构的温度场的精确度的情况，所述周向平均径向温度分布参数RTP的计算公式如下：
[0023]其中，表示在径向r位置沿周向平均温度值。
[0024]在一种示例性实例中，使用以下任一或任意组合方式获取所述温度测量值：热电偶、燃气分析、激光诱导荧光或红外热成像等测量技术。
[0025]在一种示例性实例中，所述预设数量为少于20。
[0026]在一种示例性实例中，所述利用多波数近似方法重构涡轮发动机燃烧室出口截面的温度场包括：通过下面公式计算：
[0027]其中，
[0028]T(θ)表示半径为R，位置为θ处的温度场，c0表示温度信号的直流分量，W
n
表示所选取的主导波数，其中，A和分别表示第i波数相关所述温度的幅度和相位，脚标i用于指示与第个i波数相关的参数，N表示主导波数的数目。
[0029]在一种示例性实例中，基于所述重构得到的温度场沿周向积分，获取所述径向温度分布因子和所述整体温度分布因子。
[0030]在一种示例性实例中，还包括：根据所述获取的径向温度分布因子和整体温度分布因子优化所述涡轮发动机燃烧室的冷却气流的分布。
[0031]在一种示例性实例中，所述涡轮发动机燃烧室出口截面包括：单头部燃烧室出口截面，或双头部扇形燃烧室出口截面，或全环形燃烧室出口截面。
[0032]本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行上述任一项所述评估涡轮发动机燃烧室的出口温度分布因子的方法。
[0033]本申请实施例再提供一种实现评估涡轮发动机燃烧室的出口温度分布因子的设备，包括存储器和处理器，其中，存储器中存储有以下可被处理器执行的指令：用于执行上述任一项所述的评估涡轮发动机燃烧室的出口温度分布因子的方法的步骤。
[0034]本申请实施例又提供一种评估涡轮发动机燃烧室的出口温度分布因子的装置，包括：获取模块、重构模块，以及评估模块；其中，
[0035]获取模块，用于获取涡轮发动机燃烧室出口截面上预设数量的温度测量值；
[0036]重构模块，用于根据获取的温度测量值，利用多波数近似方法重构涡轮发动机燃烧室出口截面的温度场；
[0037]评估模块，用于根据重构得到的温度场，获取径向温度分布因子和整体温度分布因子，以量化涡轮发动机燃烧室出口截面的温度不均匀性。
[0038]在一种示例性实例中，所述重构模块还用于：基于皮尔逊相关系数评估所述重构的温度场的置信度。
[0039]在一种示例性实例中，所述重构模块还用于：基于以下参数之一或任意组合评价所述重构的温度场的精确度：径向温度变化、整体温度变化、周向温度变化、周向平均径向温度分布参数。
[0040]通过本申请实施例提供的评估涡轮发动机燃烧室的出口温度分布因子的方法，简单、准确地预测涡轮发动机燃烧室的温度非均匀性，且降低成本。本申请实施例有效地解决了热斑相关特征在重构温度场中的问题，并使用稀疏测量获得了与实际测量几乎相同的径向温度分布因子，实用性强。
[0041]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0042]附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
[0043]图1为本申请实施例中评估涡轮发动机燃烧室的出口温度分布因子的方法的流程示意图；
[0044]图2为本申请实施例中利用多波数近似方法重构涡轮发动机燃烧室出口截面的温度场的过程演示示意图；
[0045]图3(a)为相关技术中发动机燃烧室出口的实际本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种评估涡轮发动机燃烧室的出口温度分布因子的方法，其特征在于，包括：获取涡轮发动机燃烧室出口截面上预设数量的温度测量值；根据获取的温度测量值，利用多波数近似方法重构涡轮发动机燃烧室出口截面的温度场；根据重构得到的温度场，获取径向温度分布因子和整体温度分布因子，以量化涡轮发动机燃烧室出口截面的温度不均匀性。2.根据权利要求1所述的方法，所述重构涡轮发动机燃烧室出口截面的温度场之后，所述获取径向温度分布因子和整体温度分布因子之前，还包括：基于皮尔逊相关系数评估所述重构的温度场的置信度。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述皮尔逊相关系数ρ的计算公式如下：其中，T
i
表示测量的与第i个波数相关的真实温度值，T
fit,i
表示所述重构后得到的温度场的与第i个波数相关的温度值，脚标i用于指示与第i个波数相关的参数。4.根据权利要求2所述的方法，所述重构涡轮发动机燃烧室出口截面的温度场之后，所述获取径向温度分布因子和整体温度分布因子之前，还包括：基于以下参数之一或任意组合评价重构的温度场的精确度：径向温度变化、整体温度变化、周向温度变化、周向平均径向温度分布参数。5.根据权利要求4所述的方法，其中，对于基于所述径向温度变化评价重构的温度场的精确度的情况，所述径向温度变化RTV的计算公式如下：其中，表示所述涡轮发动机燃烧室出口的周向平均最大温度，表示所述涡轮发动机燃烧室出口的区域平均温度；对于基于所述整体温度变化评价重构的温度场的精确度的情况，所述整体温度变化OTV的计算公式如下：其中，T
4,max
表示燃烧室出口的最大温度；对于基于所述周向温度变化评价重构的温度场的精确度的情况，所述周向温度变化CTV的计算公式如下：其中，T
4,max
(r)表示在径向r的圆周位置内最高温度；对于基于所述周向平均径向温度分布参数评价重构的温度场的精确度的情况，所述周向平均径向温度分布参数RTP的计算公式如下：其中，表示在径向r位置沿周向平均温度值。6.根据权利要求1、2或4所述的方法，其中，使用以下任一或任意组合方式获取所述温
度测量值：热电偶、燃气分析、激光诱导荧光或红外热成像等测量技术。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱旭，张轲，郑培英，温孟阳，杨合理，娄方远，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：