【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种燃气轮机测试方法，具体地说是压气机测试方法。
技术介绍
1、压气机是船用燃气轮机的三大核心部件之一，其性能水平对整机的技术指标起着决定性作用，为此在船用燃气轮机研制过程中必须进行压气机部件性能试验，验证压气机性能指标是否满足设计要求。另一方面，在压气机性能试验中可以通过级间压力、温度等参数的详细测量，评估压气机内部流场情况是否符合设计预期。可以说，压气机部件试验既是其性能是否达标的评判依据，又可以为气动设计提供有效参考。
2、传统的压气机部件性能试验主要测试各试验状态点下的流量、压比、效率等总性能指标，级间测量也主要聚焦于各级的压比、效率参数，虽然可以为气动设计效果的实现性提供些许参考，但是对于压气机各级性能并未全面给予分析评判，也无法对各级之间的匹配效果进行充分评估。当前压气机设计技术在飞速发展，各种先进的设计方法层出不穷，随之对压气机试验测试的要求也越来越高，压气机部件性能试验日趋精细化。在上述背景下，必须不断发展压气机内部流场和性能参数的有效测试手段，通过部件试验全面掌握压气机各级的性能情况与匹配效果，才能为压气机设计提供准确的参考依据，从而推动先进设计技术的进步与完善。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供可以解决船用燃气轮机压气机性能试验中各级性能与匹配效果全面评估难题的一种船用燃气轮机压气机各级无量纲特性曲线试验测试方法。
2、本专利技术的目的是这样实现的：
3、本专利技术一种船用燃气轮机压气机各级无量纲特
4、(1)测定压气机不同折合转速下特性曲线：按照压气机气动性能试验规范，进行压气机折合转速范围内的等转速特性曲线测试，每条等转速特性曲线不少于七个试验状态点，覆盖从阻塞边界到喘振边界的全部流量范围，确定每个试验状态点的压气机总性能参数，包括进口质量流量g、压比π、绝热效率ηad、物理转速n；
5、(2)测试各试验状态点下级间气动参数：在压气机各级之间布置级间总压静压pi、总温ti*参数测点，并根据测点布置位置进行总压、静压实测值的修正；
6、(3)计算各试验状态点下级无量纲特性参数：计算压气机各级流量系数φi、级载荷系数ψi、级绝热效率ηad,i；
7、(4)绘制各级无量纲特性曲线：包括各级的级流量系数-级载荷系数曲线、级流量系数-级绝热效率曲线，最终获得压气机各级无量纲特性曲线试验测试结果。
8、本专利技术还可以包括：
9、1、步骤(2)中，当压气机设计有级间引气时，对引气流量gb进行测量。
10、2、步骤(2)中级间总压、静压、总温气动参数测点，采用在前一级静叶片叶栅槽道内布设探针或者在静叶片前缘敷设受感部的方式测量总压、总温，采用壁面设置静压孔或在静叶片叶栅槽道内布设静压探针的方式测量静压，各测量截面的探针或受感部面积之和与对应流道位置的面积比不超过1.5％，且在该截面周向上每种参数测点布置位置不少于2个。
11、3、步骤(3)中各级流量系数φi计算方式如下：
12、
13、式中，gi为该级进口流量，当该级前面各级无引气时gi＝g，当该级前面有引气时，gi＝g-gb；rt,i、rh,i分别为该级进口环面的外径、内径；r为气体常数；ε(λi)为该级进口的气动函数；
14、各级载荷系数ψi计算方式如下：
15、
16、式中，ki、ki+1为第i级、第i+1级绝热指数，根据相应测量测量截面上测得的总压、总温参数查询气体物性表获得；
17、各级绝热效率ηad,i计算方式如下：
18、
19、式中，kave,i为第i级进出口平均绝热指数，
20、4、步骤(4)中级流量系数-级载荷系数曲线，以级流量系数φi作为横坐标、级载荷系数ψi作为纵坐标，将该级所有试验状态点的坐标值(φi,ψi)采用多项式进行拟合，绘制出级流量系数-级载荷系数曲线，表征出该级通流能力与压缩能力之间的变化规律；级流量系数-级绝热效率曲线，以级流量系数φi作为横坐标、级绝热效率ηad,i作为纵坐标，将该级所有试验状态点的坐标值(φi,ηad,i)采用多项式进行拟合，绘制出级流量系数-级绝热效率曲线，表征出该级通流能力与流动损失之间的变化规律。
21、5、拟合多项式选择2～4次多项式。
22、本专利技术的优势在于：
23、(1)本专利技术可以准确获得级流量系数、级载荷系数、级效率等无量纲参数之间的关系曲线，从而全面评估各级在全工况范围内的通流能力、压缩能力、流动损失等，为压气机各级性能与级间匹配效果的分析验证提供了有效途径。
24、(2)本专利技术仅需在压气机各级之间选择合适位置进行总压、静压、总温等参数的常规测量，即可在压气机总通用特性曲线测试的同时，快速获得表征各级性能的无量纲参数，测试方法简单、实用，十分适合工程应用。
25、(3)本专利技术不仅局限于船用燃气轮机压气机，同样适用于航空发动机、工业燃气轮机等各种轴流压气机的性能试验过程。
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1.一种船用燃气轮机压气机各级无量纲特性曲线试验测试方法，其特征是：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种船用燃气轮机压气机各级无量纲特性曲线试验测试方法，其特征是：步骤(2)中，当压气机设计有级间引气时，对引气流量Gb进行测量。
3.根据权利要求1所述的一种船用燃气轮机压气机各级无量纲特性曲线试验测试方法，其特征是：步骤(2)中级间总压、静压、总温气动参数测点，采用在前一级静叶片叶栅槽道内布设探针或者在静叶片前缘敷设受感部的方式测量总压、总温，采用壁面设置静压孔或在静叶片叶栅槽道内布设静压探针的方式测量静压，各测量截面的探针或受感部面积之和与对应流道位置的面积比不超过1.5％，且在该截面周向上每种参数测点布置位置不少于2个。
4.根据权利要求1所述的一种船用燃气轮机压气机各级无量纲特性曲线试验测试方法，其特征是：步骤(3)中各级流量系数φi计算方式如下：
5.根据权利要求1所述的一种船用燃气轮机压气机各级无量纲特性曲线试验测试方法，其特征是：步骤(4)中级流量系数-级载荷系数曲线，以级流量系数φi作为横坐标、级载荷系数ψi作
6.根据权利要求5所述的一种船用燃气轮机压气机各级无量纲特性曲线试验测试方法，其特征是：拟合多项式选择2～4次多项式。
...【技术特征摘要】
1.一种船用燃气轮机压气机各级无量纲特性曲线试验测试方法，其特征是：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种船用燃气轮机压气机各级无量纲特性曲线试验测试方法，其特征是：步骤(2)中，当压气机设计有级间引气时，对引气流量gb进行测量。
3.根据权利要求1所述的一种船用燃气轮机压气机各级无量纲特性曲线试验测试方法，其特征是：步骤(2)中级间总压、静压、总温气动参数测点，采用在前一级静叶片叶栅槽道内布设探针或者在静叶片前缘敷设受感部的方式测量总压、总温，采用壁面设置静压孔或在静叶片叶栅槽道内布设静压探针的方式测量静压，各测量截面的探针或受感部面积之和与对应流道位置的面积比不超过1.5％，且在该截面周向上每种参数测点布置位置不少于2个。
4.根据权利要求1所述的一种船用燃气轮机压气机各级无量纲特性曲线试验测试方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王琦，洪青松，张舟，李冬，万新超，杨璐，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇三研究所，
类型：发明
国别省市：
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