一种高温环境下的温度和应变同步测量系统及方法技术方案

技术编号:43968640 阅读:13 留言:0更新日期:2025-01-10 19:57
本发明专利技术涉及航空发动机涡轮叶片冷却结构测量技术领域,公开了一种高温环境下的温度和应变同步测量系统及方法,包括主流系统,所述主流系统包括从左至右依次设置的进气段、实验段和排气段,所述实验段上连通有实验件,外界空气进入到所述进气段内被加热后依次经过所述实验件和所述排气段;冷气系统,包括储气罐,所述储气罐通过管道与所述实验件连通,所述储气罐用于向所述实验件内输送冷气;测量件,包括若干相机,若干所述相机用于对所述实验件的温度及变形应变进行数据采集。本发明专利技术实现高温条件下的冷却结构温度和应变同步测量,从而为准确评估真实条件下涡轮叶片损伤及寿命提供数据支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空发动机涡轮叶片冷却结构测量,特别是涉及一种高温环境下的温度和应变同步测量系统及方法


技术介绍

1、为了使航空发动机具有更高单位推力和更高的工作效率,基于布雷顿循环要想实现这些目标,提高发动机涡轮前温度是必然途径。然而如此高的涡轮前温度远远超过了目前使用的高温合金材料在工作温度下的蠕变极限,严重影响了涡轮叶片的使用寿命并降低了其工作稳定性。除了不断提高的涡轮进口温度以外,涡轮叶片还承受着涡轮高速旋转导致的机械负荷、燃气冲击叶片产生的气动载荷、燃气对于叶片的化学腐蚀、叶片在与高温燃气的换热后产生温度分布不均匀导致的热应力等,因此需要对涡轮叶片进行冷却处理。

2、现阶段涡轮叶片的内部强化冷却结构已经相当成熟,极大程度地提高了涡轮叶片结构的冷却效率。但同时,涡轮叶片在高温燃气与冷却气体共同作用下,温度分布极其不均匀,使得叶片各部分之间受热膨胀量产生了较大的差距,从而使得涡轮叶片各部分之间变形量较大,因此产生了较大的热应力,而冷却效率的不断提高进一步增大了叶片的温度梯度,引起了更大的热应力。这将导致涡轮叶片发生蠕变、疲劳等形式的破坏,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高温环境下的温度和应变同步测量系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种高温环境下的温度和应变同步测量系统,其特征在于:所述实验件包括管体(7),所述管体(7)安装在所述实验段(3)处,所述管体(7)两侧分别开设有观察窗口(8)和实验窗口(9),实验窗口(9)内安装有气膜平板(10),所述管体(7)上固定连接有冷气进气管(11),所述冷气进气管(11)与所述储气罐(5)连通,所述冷气进气管(11)靠近所述气膜平板(10)的一端固定连接有冲击平板(12),且所述气膜平板(10)与所述冲击平板(12)之间设置有间隙,所述相机通过所述观察窗口(8)对所述气膜平板...

【技术特征摘要】

1.一种高温环境下的温度和应变同步测量系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种高温环境下的温度和应变同步测量系统,其特征在于:所述实验件包括管体(7),所述管体(7)安装在所述实验段(3)处,所述管体(7)两侧分别开设有观察窗口(8)和实验窗口(9),实验窗口(9)内安装有气膜平板(10),所述管体(7)上固定连接有冷气进气管(11),所述冷气进气管(11)与所述储气罐(5)连通,所述冷气进气管(11)靠近所述气膜平板(10)的一端固定连接有冲击平板(12),且所述气膜平板(10)与所述冲击平板(12)之间设置有间隙,所述相机通过所述观察窗口(8)对所述气膜平板(10)进行数据采集。

3.根据权利要求2所述的一种高温环境下的温度和应变同步测量系统,其特征在于:所述观察窗口(8)内两侧分别固定连接有红外玻璃(13)和石英光学玻璃(14),所述红外玻璃(13)位于加热空气进入的一侧,若干所述相机包括红外相机(15)和ccd相机(16),所述红外相机(15)和所述ccd相机(16)分别与所述红外玻璃(13)和所述石英光学玻璃(14)一一对应。

4.根据权利要求3所述的一种高温环境下的温度和应变同步测量系统,其特征在于:所述进气段(2)远离所述实验段(3)的一端连通有高压离心风机(1),所述进气段(2)内从左至右依次设置有电加热器(201)、扩张段(202)、整流稳定段(203)和收缩段(204),所述整流稳定段(203)左右两端分别设置有主流整流纱...

【专利技术属性】
技术研发人员:由儒全张学姣刘润洲李海旺王钦钦邹逸凡
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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