【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于叶轮机械测试，涉及叶轮机械叶片流动测试和边界层转捩诊断，具体涉及一种基于壁面强化换热提升叶轮机械边界层红外热成像转捩测试精度的方法。
技术介绍
1、在现代航空发动机及各类高性能叶轮机械的设计与性能优化过程中，对叶轮部件内部流场的精确诊断至关重要。转捩流动现象，即流体从层流状态演化至湍流状态，尤其当压气机/涡轮部件进口雷诺数降低至临界值(2×105)以下时，会在叶片/端壁表面产生显著的层流分离及转捩过程。这一过程导致三维边界层急剧增厚，加剧湍流掺混，从而导致压气机/涡轮部件效率急剧下降，发动机耗油率上升，稳定工作边界下移。
2、一般来说，可通过丝线、热线、表面热膜、油流显示等方式来诊断叶轮机械内部的转捩流动，但是相关方法大多属于侵入式测量，对当地流场产生不可忽视的影响，且试验方案一般较为复杂且耗时较长。以油流显示为例，进行多工况测试时，需要把前一工况的油流迹线清除干净，但是实际操作中一方面可能难以完全清除，另一方面可能损伤叶片表面，上述两种因素都会导致转捩提前。而热膜测试一般只能获得某一叶高截面处的准壁面剪切力，...
【技术保护点】
1.一种提升叶轮机械边界层红外热成像转捩测试精度的方法，通过提高层流与湍流区间的温度差以提升叶轮机械边界层转捩区间的判定精度，其特征在于，所述方法在实施时至少包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的提升叶轮机械边界层红外热成像转捩测试精度的方法，其特征在于，上述步骤SS2中，所述一维分析模型中，将待测叶片视为基底材料，其表面覆盖一层厚度为d、热导率为λ的隔热材料涂层，通过瞬态激光脉冲加热使得叶片表面温度均匀升至Tsub，考虑隔热材料涂层内部的热传导和外部与流体的对流换热，基于能量守恒方程推导出隔热材料涂层表面的温度Tw与Tsub、自由流温度T0,∞、对流换...
【技术特征摘要】
1.一种提升叶轮机械边界层红外热成像转捩测试精度的方法，通过提高层流与湍流区间的温度差以提升叶轮机械边界层转捩区间的判定精度，其特征在于，所述方法在实施时至少包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的提升叶轮机械边界层红外热成像转捩测试精度的方法，其特征在于，上述步骤ss2中，所述一维分析模型中，将待测叶片视为基底材料，其表面覆盖一层厚度为d、热导率为λ的隔热材料涂层，通过瞬态激光脉冲加热使得叶片表面温度均匀升至tsub，考虑隔热材料涂层内部的热传导和外部与流体的对流换热，基于能量守恒方程推导出隔热材料涂层表面的温度tw与tsub、自由流温度t0,∞、对流换热系数h以及隔热材料的物性参数d、λ之间的关系，由于层流区和湍流区对流换热系数不同使得相应的壁面温度tw,lam、tw,turb也不相同，其差值即为所需的δtlam-turb。
3.根据权利要求2所述的提升叶轮机械边界层红外热成像转捩测试精度的方法，其特征在于，上述步骤ss2中，基于所述一维分析模型所建立的能量守恒方程的表达式如下：
4.根据权利要求3所述的提升叶轮机械边界层红外热成像转捩测试精度的方法，其特征在于，上述步骤ss2中，基于层流区和湍流区的对流换热系数hlam、hturb以及相应的bi数bi_lam、bi_turb，分别计算得到层流区和湍流区的壁面温度tw,lam、tw,turb，二者的差值即为所需的δtlam-turb：
5.根据权利要求4所述的提升叶轮机械边界层红外热成像转捩测试精度的方法，其特征在于，上述步骤ss2中，基于同一隔热层材料的物性参数d、λ相同，层流区和湍流区bi数的差异则取决于其对流换热系数h的差异：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：王名扬，卢新根，韩戈，赵胜丰，阳诚武，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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