一种高负荷涡轮边界层高精度测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高负荷涡轮边界层高精度测量装置及方法，包括边界层探针、热线探针、表面热膜和二轴位移控制机构；使用二轴位移控制机构控制边界层探针对叶片端壁近端区及法向附面层进行稳态测量；使用二轴位移控制机构控制热线探针对叶片端壁近端区及法向附面层进行瞬态测量；使用表面热膜对叶片端壁附面层进行瞬态测量；通过将具有端壁探测功能的边界层探针技术、具有端壁探测功能的热线探针技术和表面热膜测量技术三种技术结合实现高负荷涡轮端区和近端区边界层稳态以及非稳态测量，解决了针对涡轮高负荷叶片大转折角下引起的附面层分离、流体径向迁移等复杂流体特征测量难度较大的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空发动机/燃气轮机叶轮机械的，涉及一种高负荷涡轮边界层高精度测量装置及方法。

技术介绍

1、涡轮是航空发动机/燃气轮机的核心部件之一，其内部流场本质上是高温高压、强压力梯度和温度梯度环境下的强三维性、强非定常性、强剪切的复杂流动。对于高性能燃气涡轮，为实现低重量、高效率、高推重比的目标，需要尽可能地提高叶片负荷，然而叶片高负荷设计势必会进一步增大涡轮内部横向压力梯度和流向逆压梯度，导致涡轮叶片吸力面附面层容易分离，形成分离泡，而由分离泡引起的分离、自由剪切层转捩以及再附过程湍流掺混等现象造成的损失，使得吸力面产生的气动损失在叶型损失中的占比高达60％，严重恶化涡轮气动性能。因此，如何有效减小或抑制附面层流动分离是高负荷低压涡轮叶片气动设计面临的一大难题，而解决这一难题的关键因素是认清涡轮内部复杂的非定常流场结构。

2、目前，获得非定常流场结构的途径主要有两种：cfd计算和实验测量。由于涡轮内部真实的流场特征属于急转捩、强剪切以及大分离，在该流场特征下，cfd计算结果的准确度往往较低，因此，需要一种高精度测量技术再现流场结构，以提本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高负荷涡轮边界层高精度测量装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种高负荷涡轮边界层高精度测量装置，其特征在于，其中，边界层探针由边界层探头、进气管、引气管、支撑管和边界层探针端壁探测感应器组成；边界层探头呈扁平腰孔状，以便测量端壁薄边界层；进气管与边界层探头相连，用来引导进入边界层探头的流体；支撑管用来支撑和固定进气管和引气管，两端通过软胶将进气管和引气管连接；边界层探针端壁探测感应器位于边界层探针尾部，用来监测边界层探针是否碰到端壁；

3.根据权利要求2所述的一种高负荷涡轮边界层高精度测量装置，其特征在于，热线探针在工作前需进行温度修正，其...

【技术特征摘要】

1.一种高负荷涡轮边界层高精度测量装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种高负荷涡轮边界层高精度测量装置，其特征在于，其中，边界层探针由边界层探头、进气管、引气管、支撑管和边界层探针端壁探测感应器组成；边界层探头呈扁平腰孔状，以便测量端壁薄边界层；进气管与边界层探头相连，用来引导进入边界层探头的流体；支撑管用来支撑和固定进气管和引气管，两端通过软胶将进气管和引气管连接；边界层探针端壁探测感应器位于边界层探针尾部，用来监测边界层探针是否碰到端壁；

3.根据权利要求2所述的一种高负荷涡轮边界层高精度测量装置，其特征在于，热线探针在工作前需进行温度修正，其修正公式为：其中为温度修正系数，e0,y是距离金属壁面不同高度时的输出电压(气流速度为零)，e0,∞是叶中位置处的输出电压(气流速度为零)，参数a、b、n由校准风洞的拟合曲线得出。

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【专利技术属性】
技术研发人员：屈骁，李六南，张燕峰，卢新根，武萌，袁淇上，姜玉雁，朱俊强，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：