2022年全流程参数测量 .pdf

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1、课程名称：发动机全流程参数测量姓名：金鑫学号：2008301589 班级：07010802 时间：2012 年 1 月 6 日发动机全流程参数测量试验方案设计一、实验目的：1.测定发动机各特征截面的流场；2.测定各特征截面的气动参数、发动机的过程参数和各部件的损失系数3.计算各特征截面的测量误差、计算误差；4.研究测量传感器、探针的结构形式、特点以适应发动机测量的需要；二、发动机改装要求：为了适应试验的需要，必须对发动机进行必要的改装。具体的改装要求有：1.在发动机的进气截面（即1-1 截面）进行改装2.在发动机的2-2 截面进行改装3.在发动机 22-22 截面安装总压探针和总温探针4.在发

2、动机4-4 截面对高压涡轮静止叶片进行改装5.在发动机5-5 截面对低压涡轮静止叶片进行改装6.在发动机5-5 截面的尾椎内安装旋转测温装置7.在发动机8-8 截面设计水平测温装置三、发动机全流程参数测试截面定义0-0 截面发动机远前方未受扰动截面1-1 截面进气道与发动机的交界面2-2 截面风扇（低压压气机）进口截面22-22 截面风扇外涵出口截面2B-2B截面高压压气机进口截面3-3 截面高压压气机出口（主燃烧室进口）截面4-4 截面主燃烧室出口（高压涡轮进口）截面名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 4 页 -4B-4B截面高压涡轮出口（低压涡轮进口）截面5-5

3、截面低压涡轮出口截面6-6 截面混合器进口截面6B-6B截面混合器出口（加力燃烧室进口）截面7-7 截面尾喷管进口截面8-8 截面尾喷管出口截面四、发动机全流程参数测试各截面试验方案设计0-0 截面-发动机远前方未受扰动截面：在此截面上测量大气温度、大气压力。（1）在发动机施工进气道的入口前安装铂电阻（或热电偶）传感器以测量大气温度，因为这个截面流场比较均匀，因而对温度传感器多次测量值作算术平均即可获得大气温度。（2）为了避免气流的干扰，在发动机试车间的前部安装大气压力传感器来测量大气压力。1-1 截面-进气道与发动机的交界面1-1 截面的压力测量设计为在测量段的内外壁各开相应的静压孔，测量内

4、、外壁的静压，在外壁设计总压探针安装座，插入梳状探针，测量压力场每只梳状管探针沿径向有若干个测点。在发动机进气道中插入探针要保证其强度绝对可靠，否则将毁掉整个发动机。探针的静强度需要经过计算。为了防止探针发生共振，必须将探针装在振动台上进行静频测定，测出各阶弯曲共振频率。为了更加牢固可靠，考虑在内壁伸出支点来支持探针。在设计探针时，需要人为地将通道分为三个环面，即：外附面层环；内附面层环；以及剩下的主流环。并在这三个环面中分别再作等面积环分割，测点按切比雪夫数值积分的办法布点。目的是经过测量最终确定内、外附面层。测量方案如图：2-2 截面-风扇（低压压气机）进口截面根据 XXXX发动机 2-2

5、 截面的结构形式，用总压梳状探针测量主流区总压沿径向的分布。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 4 页 -为保证梳状总压探针的强度安全，也采用双支点安装方式，并对强度进行理论计算和振动台校核。此截面环形通道的外径为850.9mm，内径为 193.04mm。在设计测针时，人为的将通道分为三个环面，即：厚度为15mm 的外附面层环；厚度为15mm 的内附面层环；以及剩下的主流环。并在这三个环面中分别再作五个等面积环分割，测点按切比雪夫积分法来布置。为了了解风扇（低压压气机）各级的增压比，在第一级静子叶片出口截面上安装外壁静压孔。静压孔开在二个静子叶片形成的槽道出口的中心线

6、上。外壁静压孔接压力变送器进入数据采集系统。根据 XXXX发动机压气机的机匣材料选用不同的接嘴形式测量发动机静压。安装时应力求管嘴不凸出于壁面，也不要凹下。22-22 截面-风扇外涵（低压压气机）出口截面根据风扇（低压压气机）出口截面的结构形式安装单点总压探针或梳状总压探针测量该截面的流场。在测针的上部安装提升机构。单点探针按迎风面积最小的原则（在强度许可的前提下）设计。从而使测针随叶栅槽道的堵塞比尽可能小。用这种测针测出的压力分布、压比数值较为准确。在 22-22 截面还需要用三孔针测量沿径向的静压分布。三孔针在使用之前必须进行风洞吹风校准。综合尾迹理论及轴对称原则，采用可沿径向提升的总温耙

7、测定不同叶高上沿栅距的总温分布，同时用多支总温耙测量周向场，确定周向温度不均匀性的修正系数。径向按“切比雪夫法”布点。测点的径向位置按下式计算：2B-2B截面-高压压气机进口截面由于该截面处结构复杂，所以采用单点热电偶来测量总温。此环形通道外径为608.33mm，内径为 374.8mm。使用总压测针测量总压的分布。使用梳状静压管测量截面的静压分布，测点径向位置与总压测针一致。3-3 截面-高压压气机出口（主燃烧室进口）截面在此截面插入热电偶测针测量截面径向温度分布。截面环形通道外径为554.99mm，通道内径为 464.502mm，热电偶测针测点径向位置按切比雪夫积分法布置。在此截面插入总压测

8、针测量径向压力分布。总压测针测点位置与热电偶测点位置相同。5-5 截面 低压涡轮出口截面1、旋转测温2、增加测温点在 5-5 截面，根据结构周向插入总压梳状探针以测量，每支探针沿径向按切比雪夫数值积分方法布点。5-5 截面上温度场是非常不均匀的。为了准确地测取平均值，必须有足够多的周向和径向测点。目前XXXX发动机低压涡轮后的温度是采用10 只热电偶单点测量，取平均值计算给出低压涡轮后的温度。为满足全流程试验低压涡轮后温度场的测量，iitRRRRR2222内外内外名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 4 页 -可以参考涡喷六发动机涡轮后温度场测试方法设计采用旋转测温的方式测量涡轮后的温度场。8-8 截面 尾喷管出口截面为了确定加力燃烧室的完全燃烧系数需要知道加力状态下出口截面的平均总温，因而必须测定其出口截面气流的温度分布。如果采用稳态法测量温度分布，必须沿出口截面布置足够数量的传感器，由于出口截面是临界截面，对堵塞影响很敏感，这样必然引起工况改变。解决这一问题可以采用二种办法：一是利用移动机构将一热电偶传感器在截面的一系列定点上依次停留，用稳态法测量各点的温度；还有一种方案就是用动态补偿测温法一次测出整个截面的温度分布曲线。后一种方案的优点是可以测出连续的温度分布曲线。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 4 页 -