一种燃气发生器空气流量测量装置及其实施方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于燃气发生器测量设备领域，具体涉及一种燃气发生器空气流量测量装置和方法

【技术实现步骤摘要】
一种燃气发生器空气流量测量装置及其实施方法


[0001]本专利技术属于燃气发生器测量设备领域，具体涉及一种燃气发生器空气流量测量装置及其实施方法
。

技术介绍

[0002]燃气发生器是产生具有一定压力及温度的燃烧气体作为涡轮的工质的装罝
。
一般由压气机
、
燃料泵及燃烧室等部件及其附属系统组成
。
[0003]燃气发生器进气流量是燃气轮机和航空发动机试验中的重要状态参数
。
通过准确测量空气流量，可以分析发动机运行状态，同时能够获取压气机特性例如喘振边界，同时能够精确获取发动机燃烧的耗油率
、
空气燃料比例等
。
燃气发生器进气流量对燃气轮机及航空发动机的设计
、
研制和试验都起着重要作用
。
[0004]实际应用中，空气流量测量主要有三种方式，分别是采用节流法差压测量法
、
进气流量管法
、
速度剖面测量方法
。
节流法测量差压的方式存在较大的进气压力损失，会影响了燃气发生器的工作基准，不利于燃气发生器的安全试验
。
进气流量管法对进气口外侧流场有严格要求，需要保留很大的自由空间（周向
>4D、
轴向
>10D
），同时还需要进行准确标定的问题，而标定燃气发生器这种高流量需要的成本太高
。
速度
(
动压
)
的截面测量方法中，一般使用皮托管等速度测试方法对截面的完整速度剖面进行测量，需要较多测点，且由于需要稳定的流场，需要较长的直管段（前向
10D
，后向
5D
），因此实施困难
。
[0005]此外还有其他的耦合测量方式，比如设置较大的进气道，然后将大进气道内分成几个小的管道，以形成稳定管流，但这样做要建设成本较高
,
需要额外的空间并布置多套测量设备
。
[0006]针对以上测量技术及装置，本专利技术拟解决问题为：
1、
空间紧凑；
2、
低压力损失；
3、
低成本高精度
。

技术实现思路

[0007]本专利技术就是针对上述中所存在的问题，针对性地设计一种专用的流量测量装置，使其可以布局在燃气发生器进气口内，使用很短的测量段实现测量，并且实现压力损失远低于节流法测量差压的损失，与流量管法基本相当，还能够用低成本的工艺和材料实现装置的制造，同时保持较高的测量精度
。
[0008]为实现上述目的，一方面，本专利技术提供一种燃气发生器空气流量测量装置，包括：包括整流器
、
持环
、
风针
、
安装座
、
取压管和差压测试设备；所述整流器安装在燃气发生器的进气管入口处，所述持环安装在所述整流器上，所述风针安装在燃气发生器的进气管入口，且位于所述整流器进气方向的一侧
。
[0009]采用以上技术方案，可在燃气发生器内利用很小的空间进行检测空气流量，其中设置了整流器自带整流功能，对外部流场的进气口侧的自由空间需求大幅降低
。
[0010]进一步的，所述安装座安装在燃气发生器进气管的管壁上，所述风针贯穿安装在
所述安装座上，所述风针的一端与所述取压管连接，其另一端与所述差压测试设备连接
。
[0011]采用以上技术方案，风针和取压管组成毕托管，不需要使用复杂的传感器，可实现低成本的高测量精度测量
。
[0012]进一步的，所述整流器包括整流栅
、
边框和丝网，所述整流栅为蜂窝材料
,
采用框架结构，六边形通道，所述丝网安装在所述整流栅中部，所述边框安装在燃气发生器的进气管内，所述整流栅安装在所述边框上
。
[0013]进一步的，所述边框包括内圆框
、
外圆框和分隔架，所述内圆框与所述外圆框同心，且所述外圆框通过所述分隔架与所述内圆框连接，所述分隔架的延长线通过所述内圆框的圆心
。
[0014]进一步的，所述分隔架将所述内圆框
、
外圆框之间的圆环区均匀分隔
。
[0015]另一方面，本专利技术还提供一种实施燃气发生器空气流量测量装置的方法，包括如下步骤：步骤一 将进气管的气流用整流器整流；步骤二 风针的探头前端位于整流器下游处，沿半径方向布置多个测点，通过取压管和差压测试设备，测得燃气发生器的进气管内轴向速度分布；步骤三 根据速度分布，按照面积权重进行累加得到体积流量，同时利用环境温度压力测量设备获得空气密度，利用质量流量
=
密度
×
体积流量得到燃气发生器空气流量
。
[0016]综上所述，本专利技术的一种燃气发生器空气流量测量装置及其实施方法具有如下的优点和有益技术效果：
1、
本专利技术提供的测量装置对外流场要求低，自带整流功能，对外部流场的进气口侧的自由布局的空间需求大幅降低，同时整流栅采用环形和框架组成的整体结构，满足测试所需的强度要求
。
[0017]2、
结构紧凑，直管段要求低
。
可直接连接进气口，假设进气口径为
D
～
1m
情况下，可在
<1D
尺寸内完成，而常规流量计需要～
10D
长度的前直管
,
以及～
5D
的后直管段
。
[0018]3、
低成本高精度测量
。
本装置不需要复杂的传感器，低速下采用
U
型管压力计，压差和静压不确定度
5Pa
，温度测量不确定度
0.5K
，实现低成本的高测量精度
。
[0019]4、
工艺及材料可靠
。
设备整体无复杂工艺件，加工简单
。
所选材料采用工业常用材料，无复合材料等特殊要求
。
附图说明
[0020]本专利技术的上述和
/
或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术的空气流量测量装置总体图；图2是本专利技术的持环示意图及栅格布局图；图3是本专利技术的持环
A
‑
A
剖视图；图4是本专利技术的持环
B
‑
B
剖视图
。
[0021]附图中的附图标记为：
1、
整流器；
11、
整流栅；
12、
边框；
121、
内圆框；
122、
外圆框；
123、
分隔架；
13、
丝网；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种燃气发生器空气流量测量装置，其特征在于：包括整流器（1）
、
持环（2）
、
风针（3）
、
安装座（4）
、
取压管（5）和差压测试设备（6）；所述整流器（1）安装在燃气发生器的进气管入口处，所述持环（2）安装在所述整流器（1）上，所述风针（3）安装在燃气发生器的进气管入口，且位于所述整流器（1）进气方向的一侧
。2.
根据权利要求1所述的一种燃气发生器空气流量测量装置
,
其特征在于：所述安装座（4）安装在燃气发生器进气管的管壁上，所述风针（3）贯穿安装在所述安装座（4）上，所述风针（3）的一端与所述取压管（5）连接，其另一端与所述差压测试设备（6）连接
。3.
根据权利要求2所述的一种燃气发生器空气流量测量装置
,
其特征在于：所述整流器（1）包括整流栅（
11
）
、
边框（
12
）和丝网（
13
），所述整流栅（
11
）为蜂窝材料
,
采用框架结构，六边形通道，所述丝网（
13
）安装在所述整流栅（
11
）中部，所述边框（
12
）安装在燃气发生器的进气管内，所述整流栅（
11
）安装在所述边框（
12
）上
。4.
根据权利要求3所述的一种燃气发生器空气流量测量装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝瑞，于宗明，刘磊，赵玮杰，仝晓东，高志强，王岳，
申请(专利权)人：济南中科先行燃气轮机科技有限公司，
类型：发明
国别省市：