CN106768598B - 一种测量叶片排间总压沿叶高分布的圆柱多孔总压探针 - Google Patents

一种测量叶片排间总压沿叶高分布的圆柱多孔总压探针 Download PDF

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Abstract

本发明属于压力测试技术领域，公开了一种测量叶片排间总压沿叶高分布的圆柱多孔总压探针，包括探针头部、支杆，探针头部为圆柱体，其表面开有至少5个带内倒角的压力感受孔，各孔中心线方向不尽相同，分别朝向预计来流方向，测量当地总压，探针支杆内开有圆型管道，引压管一端与压力感受孔连通，另一端经支杆内管道，由探针尾部引出。与现有单点总压测量装置相比，本发明能同时测量空间多点总压，测量时间短，与现有总压梳相比，本发明流向尺寸小，适用于狭窄空间测量，各个压力感受孔方向不尽相同，分别朝向预计来流方向，还能兼顾测量流道端壁附面层内总压，能较准确、较全面测量流道内总压分布，提高被测截面总压数据的测量精度。

Description

一种测量叶片排间总压沿叶高分布的圆柱多孔总压探针
技术领域
本发明属于压力测试技术领域，涉及流动的稳态总压测量装置，具体涉及一种测量叶片排间总压沿叶高分布的圆柱多孔总压探针，适用于测量叶轮机械叶片排间狭窄轴向空间内总压沿叶片高度方向的分布。
与现有单点总压测量装置相比，本发明能同时测量流道内多点总压，测量时间短；与现有总压梳相比，本发明流向尺寸小，适于狭窄空间测量，总压测量孔轴线方向不尽相同，分别朝向预计的来流方向，能减小探头总压测量误差，还能兼顾测量流道内端壁附面层内总压，能较准确、较全面测量流道内的总压分布，提高被测截面总压数据的测量精度。
背景技术
压气机、涡轮、泵、风机、风扇等性能实验需要测量流道内叶片排进口、出口、级间总压沿叶片高度方向的分布，通过加权平均，计算出总压比等性能数据。总压测量装置有单点和多点测量两种。
单点总压测量装置主要有单点总压探针或多孔压力探针，需要借助探针位移机构带动探针在不同的叶高位置分别测量，实验测量时间较长，实验成本较高。多点测量装置主要有总压梳。总压梳，顾名思义，是把几个总压测量管焊接在一起，像梳子一样。实验时，把总压梳固定在机匣上进行测量。
现有的总压梳，一般有3个或5个探头，这些探头大小相同，直径一般为2.5毫米或3毫米，安装朝向相同，也就是说，探头的轴线是平行的。但是各个空间位置上，来流方向不是平行的，而是三维不同的，尤其是在转子出口，叶片尖部、中部、根部气流方向相差很大，局部气流的偏转角、俯仰角会超过探头测量的不敏感角，造成相关探头较大的总压测量误差；在叶片尖部、根部，由于存在附面层，总压梯度很大，采用直径较大探头的总压梳无法测准附面层内的总压分布。采用现有的总压梳不能全面测出流道内真实的总压分布，会影响试验件总压比等性能数据的测量精度。
更重要的是，现有的总压梳，由于其“梳齿”，探头轴向尺寸大，无法安装到叶片排轴向空间狭窄的区域，现有的总压梳无法完成该叶片排间总压沿叶高分布的测量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对现有的总压梳，由于其“梳齿”，探头轴向尺寸大，无法安装到叶片排轴向空间狭窄的区域、无法测量叶片排间狭窄轴向空间内总压沿叶高分布的问题，发明一种测量叶片排间总压沿叶高分布的圆柱多孔总压探针，能准确、同时测量叶片排间狭窄轴向空间内总压沿叶高分布。
本发明的技术解决方案是：
1、一种测量叶片排间总压沿叶高分布的圆柱多孔总压探针，其特征在于：包括探针头部(1)、支杆(2)，探针头部(1)为圆柱体，探针头部(1)圆柱体表面开有至少5个带内倒角的压力感受孔(3)，各孔的轴向位置不同，各孔的中心线方向不尽相同，分别朝向预计的来流方向，测量当地总压，探针支杆(2)内开有圆型管道，压力感受孔(3)与引压管(4)封装在探针头部(1)内的一端各自连通，另一端经探针支杆(2)内管道，由探针的尾部引出。
2、进一步，各个压力感受孔(3)直径可以相同，也可以不同，但都不大于3毫米，压力感受孔内倒角为15°至75°，内孔直径为0.2毫米至1毫米。
3、进一步，引压管(4)直径为0.2毫米至1毫米，不大于压力感受孔(3)直径。
4、进一步，两端区域的压力感受孔(3)间隔距离短，不大于3毫米，中间区域的探针头部(1)间隔距离大。
5、进一步，最靠近被测流道端壁的压力感受孔(3)与端壁距离不大于2毫米，至少有1个压力感受孔(3)测量端壁附面层内的总压。
本发明的有益效果是：
与现有的单点总压测量装置相比，本发明能同时测量流道内不同叶高位置的总压，测量时间短，实验成本低。
与现有的总压梳测量装置相比，本发明的流向尺寸小，适用于狭窄空间测量，各个压力感受孔中心线方向不尽相同，分别朝向预计来流方向，能减小总压测量误差，还能兼顾测量流道内端壁附面层内总压，能较准确、较全面测量流道内总压分布，提高被测截面总压数据的测量精度。
附图说明
图1是本发明的实施例中的一种测量叶片排间总压沿叶高分布的圆柱多孔总压探针的结构示意图。
图2是图1中A-A截面的断面图。
其中：1-探针头部，2-支杆，3-压力感受孔，4-引压管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细阐述。
如图1所示，本实施例中介绍了一种测量叶片排间总压沿叶高分布的圆柱多孔总压探针，包括探针头部(1)、支杆(2)，探针头部(1)为圆柱体，探针头部(1)圆柱体表面开有至少5个带内倒角的压力感受孔(3)，各孔的轴向位置不同，各孔的中心线方向不尽相同，分别朝向预计的来流方向，测量当地总压，探针支杆(2)内开有圆型管道，压力感受孔(3)与引压管(4)封装在探针头部(1)内的一端各自连通，另一端经探针支杆(2)内管道，由探针的尾部引出。
探针头部(1)直径6毫米，长30毫米，探针支杆(2)直径8毫米，内部圆型管道内径4毫米。
本实施例中压力感受孔(3)直径为2毫米，压力感受孔内倒角为75°，内孔直径为0.5毫米。
引压管(4)直径为0.5毫米。
压力感受孔(3)间隔距离自上而下依次为2毫米、2.5毫米、3毫米、3.5毫米、4毫米、3.5毫米、3毫米、2.5毫米、2毫米。
最靠近被测流道端壁的压力感受孔(3)与端壁距离2毫米，有2个压力感受孔(3)测量端壁附面层内的总压。
与现有的单点总压测量装置相比，本发明能同时测量流道内不同叶高位置的总压，测量时间短，实验成本低。
与现有的总压梳测量装置相比，本发明的流向尺寸小，适用于狭窄空间测量，各个压力感受孔中心线方向不尽相同，分别朝向预计来流方向，能减小总压测量误差，还能兼顾测量流道内端壁附面层内总压，能较准确、较全面测量流道内总压分布，提高被测截面总压数据的测量精度。

Claims (1)

1.一种测量叶片排间总压沿叶高分布的圆柱多孔总压探针，其特征在于：包括探针头部(1)、支杆(2)，探针头部(1)为圆柱体，探针头部(1)圆柱体表面呈螺旋分布有10个一体化设计的带内倒角的压力感受孔(3)，用于测量叶轮机械叶片排间狭窄轴向空间内总压沿叶片高度方向的分布，各孔的轴向位置不同，各孔分别在不同高度上，同一高度上只有一个压力感受孔，各孔的中心线方向不尽相同，分别朝向预计的来流方向，针对不同偏转角和不同俯仰角的三维来流设计压力感受孔的朝向，用于增加探针测量总压时的不敏感角范围，实现对三维流场总压的精确测量，减小总压测量误差，探针支杆(2)内开有圆型管道，压力感受孔(3)与引压管(4)封装在探针头部(1)内的一端各自连通，另一端经探针支杆(2)内管道，由探针的尾部引出；
所述探针特征在于：各个压力感受孔(3)直径相同或不同，但都不大于3毫米，压力感受孔内倒角为15°至75°，内孔直径为0.2毫米至1毫米；
所述探针特征在于：引压管(4)直径为0.2毫米至1毫米，不大于压力感受孔(3)直径；
所述探针特征在于：两端区域的压力感受孔(3)间隔距离短，不大于3毫米，中间区域的探针头部(1)间隔距离大；
所述探针特征在于：最靠近被测流道端壁的压力感受孔(3)与端壁距离不大于2毫米，至少有1个压力感受孔(3)测量端壁附面层内的总压，用于兼顾测量流道内端壁附面层内总压，准确、全面测量流道内的总压分布，提高被测截面总压数据的测量精度。
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