一种实现叶轮机转子出口压力云图的制作方法
【技术领域】
[0001]本专利属于航空发动机整机和部件的测试测试领域，具体涉及叶轮机转子出口流场的动态压力测试，实现叶轮机转子出口压力云图制作的方法。
【背景技术】
[0002]以往航空发动机整机和部件试验中，航空发动机叶轮机转子出口压力云图的绘制，普遍采用在叶轮机转子出口安装径向多点稳态压力探针，稳态压力探针数量不少于5支，并且稳态压力探针周向相邻布局间隔在10°以内。稳态压力探针获取的稳态压力数据由稳态数采系统采集，采集的稳态压力数据经处理分析程序换算，得到压力云图。但是，这种压力云图，空间分辨率不高，不能明确叶轮机转子出口流场非定常涡系流动特性，也不能得到非定常的周期性流动特性，更重要的是，它仅仅说明的是叶轮机转子出口一个扇形区域的压力分布情况，而不能说明整个360°范围的压力流场分布情况，因此，针对可能出现的压力流场不均匀性，无法给出明确的解释；另外，由于流道内安装的稳态压力探针数量较多，会造成严重的堵塞比现象，因此，通常在压力流场测量中，这种能够说明叶轮机转子出口非定常流动现象的测试方法不被使用。
[0003]随着航空发动机研制的不断深入，特别是针对叶轮机转子出口的非定常流动特性的研究，需要深入的了解和分析，因此，实现工程化应用的叶轮机转子出口的测量，并开展压力云图的制作，是急需解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的:提供一种叶轮机转子出口动态压力测试，通过动态数据采集和数据处理分析的手段，完成压力云图的制作的方法。
[0005]技术方案:在航空发动机叶轮机转子出口安装一支径向多点动态压力探针I，动态压力探针径向布置测点数不少于3个，每个测点获取叶轮机转子出口沿流道不同高度的动态压力信号，动态压力信号经动态压力探针传递至动态压力传感器2，动态压力传感器2感应动态压力信号，通过内置转换，将动态压力信号转换为电信号传递至动态数采系统3，动态数采系统3将动态压力信号处理成txt格式的稳态压力数据，输入至以Matlab编制的处理分析程序4中，压力云图6最终通过计算机5反映出来。
[0006]动态压力探针I安装在航空发动机叶轮机转子出口。
[0007]动态压力探针I沿径向布置不少于3个测点。
[0008]动态数采系统3要接入同步转速信号。
[0009]动态数采系统3的采样率设置不低于10kHz。
[0010]处理分析程序4由Matlab软件编制而成。
[0011 ]本发明的有益效果:本发明采用一支动态压力探针，实现航空发动机转子出口压力云图的制作。工程化应用范围广，操作性强；制作的压力云图，能够很好的解释叶轮机转子出口流场非定常流动现象，说明涡系流动特性，以及不同涡系的特征频率和幅值大小;该压力云图也用于说明叶轮机转子出口每个槽道内的周期性压力分布情况，解释整个出口流场360°范围的压力均匀性;该压力云图也用于说明叶轮机转子沿径向的做功能力，说明不同工况下的压力分布规律。
【附图说明】
[0012]图1一种实现叶轮机转子出口压力云图的制作方法结构图
[0013]I)动态压力探针:采集叶轮机转子出口动态压力信号的装置；
[0014]2)动态压力传感器:感受引入的压力波动，将压力信号转换为电压信号传输出去；
[0015]3)动态数采系统:接收动态压力的电压信号，进行动态压力信号处理的装置；
[0016]4)处理分析程序:由Matlab编制的数据处理分析程序，一般集成于计算机中；
[0017]5)计算机:接收和显示压力数字信号，并进行数据处理的仪器；
[0018]6)压力云图:可视化的压力分布曲线，用于分析试验工作状态。
【具体实施方式】
[0019]下面通过【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明:
[0020]请参阅图1，本发明包括动态压力探针1、动态压力传感器2、动态数采系统3、处理分析程序4、计算机5、压力云图6。【具体实施方式】是在航空发动机叶轮机转子出口安装一支径向多点动态压力探针I，动态压力探针径向布置测点数不少于3个，测点分布涵盖叶轮机转子出口流道高度的叶尖，叶中和叶根的位置上，每个测点获取叶轮机转子出口沿流道不同高度的动态压力信号，动态压力信号经动态压力探针传递至对应的每个动态压力传感器2上，动态压力传感器感应动态压力信号，通过内置转换，将动态压力信号转换为电信号传递至动态数采系统3，动态数采系统的采样率设置不低于100kHz，动态数采系统将动态压力信号处理成txt格式的稳态压力数据，然后将稳态压力数据输入至以Matlab编制的处理分析程序4中，压力云图6最终通过计算机5反映出来。
【主权项】
1.一种实现叶轮机转子出口压力云图的制作方法，具体包括以下步骤: 步骤1、动态压力探针(I)安装在航空发动机叶轮机转子出口，沿径向布置不少于3个测点，测量叶轮机转子出口沿径向分布的动态压力，动态压力信号经动态压力探针传递至动态压力传感器(2)，动态压力传感器(2)感应动态压力信号，通过内置转换，将动态压力信号转换为电信号传递至动态数采系统(3); 步骤2、动态数采系统(3)将动态压力信号整理成txt格式的稳态压力数据，输入至以Mat Iab编制的处理分析程序(4)中，压力云图(6)最终通过计算机(5)反映出来。2.根据权利要求1所述的一种实现叶轮机转子出口压力云图的制作方法，其特征在于:所述的动态数采系统(3)接入同步转速信号，采样率设置不低于100kHz。
【专利摘要】本发明属于航空发动机整机和部件的测试和分析领域，具体涉及叶轮机转子出口流场的动态压力测试，实现叶轮机转子出口压力云图制作的方法。本发明包括动态压力探针(1)、动态压力传感器(2)、动态数采系统(3)、处理分析程序(4)、计算机(5)、压力云图(6)。其中，动态压力探针(1)安装在航空发动机叶轮机转子出口，测量叶轮机转子出口沿径向分布的动态压力，动态压力信号经动态压力探针传递至动态压力传感器(2)，动态压力传感器(2)感应动态压力信号，通过内置转换，将动态压力信号转换为电信号传递至动态数采系统(3)，动态数采系统(3)将动态压力信号处理成txt格式的稳态压力数据，输入至处理分析程序(4)中，压力云图(6)最终通过计算机(5)反映出来。
【IPC分类】G01L23/00
【公开号】CN105547581
【申请号】CN201510937489
【发明人】樊嘉峰, 何毅娜, 唐永涛, 马昌友, 王棋
【申请人】中国燃气涡轮研究院
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月15日