CN106908187A - 一种测量任意方向来流二维流动参数的动态压力温度探针 - Google Patents

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Abstract

本发明属于压力、温度测试技术领域，公开了一种测量任意方向来流二维流动参数的动态压力温度探针，包括探针头部和支杆，探针头部为圆柱体结构，其内封装8支动态压力传感器、1支动态温度传感器，温度传感器头部露出顶面，在探针头部圆柱面沿周向均匀开有8个压力感受孔，压力感受孔各自与探针头部内8支动态压力传感器连通，传感器线缆通过探针支杆内通道引出探针尾部。与现有压力探针相比，本发明经过校准，能同时测得8个压力感受孔所在平面内任意方向来流的温度、总压、静压、马赫数、来流方向和二维速度随时间的变化，能兼顾测量压气机、风扇、风机等在设计点、近失速点、喘振点等状态下进口、出口或级间二维非定常流动参数。

Description

一种测量任意方向来流二维流动参数的动态压力温度探针
技术领域
本发明属于压力、温度测试技术领域，涉及二维流场的压力、温度测量装置，具体涉及一种测量任意方向来流二维流动参数的动态压力温度探针，能兼顾测量压气机、风扇、风机等设计点、近失速点、失速点、喘振点等不同状态下进口、出口或级间二维非定常流动参数，也适用于来流方向不明、来流方向变化较大、探针安装后没法调整安装角度、存在回流的二维非定常流场的测量。
背景技术
压气机、风扇、风机等进口、出口、级间气流方向、总压、马赫数等流场参数，目前常用压力探针，如三孔压力探针、五孔压力探针、七孔压力探针进行测量。
但在逼喘试验过程中，机器要从设计点逐步运行到近失速点、失速点、喘振点。在设计点至近失速点之间，常用的压力探针一般能够测量出主流的气流方向、总压、马赫数等流场参数，而当机器进入失速、喘振状态时，由于流道内出现大面积的间歇性的倒流，现用的压力探针无法测量出倒流区的总压、静压、马赫数、来流方向，更不能提供这些参数随时间变化的动态数据。
目前缺乏工程实用的、能兼顾测量设计点、近失速点、失速点、喘振点等不同状态下，压气机、风扇、风机进口、出口或级间二维非定常流动参数的探针技术。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对压气机、风扇、风机等复杂内流场测量中，缺乏工程实用的、能兼顾测量设计点、近失速点、失速点、喘振点等不同状态下进口、出口或级间二维非定常流动参数的探针，发明一种测量任意方向来流二维流动参数的动态压力温度探针，能测量出流动方向不明、流动方向变化较大、探针安装后没法调整安装角度、存在回流场合下的来流温度、总压、静压、马赫数、偏转角和二维速度随时间的变化。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
1、一种测量任意方向来流二维流动参数的动态压力温度探针，其特征在于：包括探针头部(1)和支杆(2)，所述探针头部(1)为圆柱体结构，其内部封装8支动态压力传感器、安装1支动态温度传感器，温度传感器头部(3)露出顶面(4)，在其圆柱面上沿周向均匀开有8个互不相通的压力感受孔(5)，相邻2个压力感受孔(5)的中心线夹角为45°，这8个压力感受孔(5)的中心线在同一个平面上，该平面与探针头部(1)圆柱体轴线垂直，8个压力感受孔(5)各自与探针头部内封装的8支动态压力传感器连通。
2、进一步，探针支杆(2)为圆柱体，其内部开有圆型通道，探针头部(1)内封装的8支动态压力传感器和1支动态温度传感器的线缆(6)经探针支杆(2)内通道，由探针尾部引出。
3、进一步，探针头部(1)的8个压力感受孔(5)中心线所在的平面，距探针头部(1)顶面(4)距离不小于1毫米。
4、进一步，探针头部(1)的8个压力感受孔(5)直径为0.5毫米至1毫米。
5、进一步，探针头部(1)的动态温度传感器头部(5)位于探针头部(1)圆柱体轴线上，露出探针头部(1)顶面(4)1毫米至5毫米。
6、进一步，所述的探针头部(1)直径为6毫米至10毫米，长10毫米至50毫米。
本发明的有益效果是：
本发明经过校准实验，在已知来流温度、总压、静压和来流方向的条件下，获取该动态压力温度探针在不同来流方向情况下八个压力感受孔感受到的压力数据、温度传感器感受到的温度数据，整理出总温特性、总压特性、静压特性和偏转角特性四种曲线。实际测量时，该动态压力温度探针测到八个压力感受孔感受到的压力数据、温度传感器感受到的温度数据，依据该动态压力温度探针的4种特性曲线，换算获得被测流场的温度、总压、静压、马赫数、偏转角和二维速度随时间的变化。
与现有技术相比，采用本发明的动态压力温度探针可以达到以下技术效果：
1、探针安装后，测量时不需要再调整探针安装角度。
2、能测量出流动方向不明、流动方向变化较大、探针安装后没法调整安装角度、存在回流场合下的来流温度、总压、静压、马赫数、偏转角和二维速度随时间的变化。
可以应用于航空发动机、燃气轮机、压气机、风扇、风机等复杂内流场的二维流动参数的动态测量，能兼顾测量设计点、近失速点、失速点、喘振点等不同状态下进口、出口、级间二维非定常流动参数。
附图说明
图1是本发明实施例中的测量任意方向来流二维流动参数的动态压力温度探针的结构示意图。
其中：1-探针头部，2-探针支杆，3-温度传感器头部，4-顶面，5-压力感受孔，6-线缆。
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任意方向来流二维流动参数的动态压力温度探针，包括探针头部(1)和支杆(2)，探针头部(1)为圆柱体结构，其内部封装8支动态压力传感器、安装1支动态温度传感器，温度传感器头部(3)露出顶面(4)，在其圆柱面上沿周向均匀开有8个互不相通的压力感受孔(5)，相邻2个压力感受孔(5)的中心线夹角为45°，这8个压力感受孔(5)的中心线在同一个平面上，该平面与探针头部(1)圆柱体轴线垂直，8个压力感受孔(5)各自与探针头部内封装的8支动态压力传感器连通。
探针支杆(2)为圆柱体，直径10毫米，其内部开有圆型通道，直径8毫米，探针头部(1)内封装的8支动态压力传感器和1支动态温度传感器的线缆(6)经探针支杆(2)内通道，由探针尾部引出。
探针头部(1)的8个压力感受孔(5)中心线所在的平面，距探针头部(1)顶面(4)距离为2毫米。
探针头部(1)的8个压力感受孔(5)直径为0.5毫米。
探针头部(1)的动态温度传感器头部(5)位于探针头部(1)圆柱体轴线上，露出探针头部(1)顶面(4)3毫米。探针头部(1)直径为8毫米，长30毫米。
本发明的动态压力温度探针经过校准实验，在已知来流温度、总压、静压和来流方向的条件下，获取该动态压力温度探针在不同来流方向情况下八个压力感受孔感受到的压力数据、温度传感器感受到的温度数据，整理出总温特性、总压特性、静压特性和偏转角特性四种曲线。实际测量时，该动态压力温度探针测到八个压力感受孔感受到的压力数据、温度传感器感受到的温度数据，依据该动态压力温度探针的4种特性曲线，换算获得被测流场的温度、总压、静压、马赫数、偏转角和二维速度随时间的变化。
本发明可以应用于航空发动机、燃气轮机、压气机、风扇、风机等复杂内流场的二维流动参数的动态测量，能兼顾测量设计点、近失速点、失速点、喘振点等不同状态下进口、出口、级间二维非定常流动参数，也适用于来流方向不明、来流方向变化较大、探针安装后没法调整安装角度、存在回流的二维非定常流场的测量。

Claims (6)

1.一种测量任意方向来流二维流动参数的动态压力温度探针，其特征在于：包括探针头部(1)和支杆(2)，所述探针头部(1)为圆柱体结构，其内部封装8支动态压力传感器、安装1支动态温度传感器，温度传感器头部(3)露出顶面(4)，在其圆柱面上沿周向均匀开有8个互不相通的压力感受孔(5)，相邻2个压力感受孔(5)的中心线夹角为45°，这8个压力感受孔(5)的中心线在同一个平面上，该平面与探针头部(1)圆柱体轴线垂直，8个压力感受孔(5)各自与探针头部内封装的8支动态压力传感器连通。
2.根据权利要求1所述的一种测量任意方向来流二维流动参数的动态压力温度探针，其特征在于：探针支杆(2)为圆柱体，其内部开有圆型通道，探针头部(1)内封装的8支动态压力传感器和1支动态温度传感器的线缆(6)经探针支杆(2)内通道，由探针尾部引出。
3.根据权利要求1所述的一种测量任意方向来流二维流动参数的动态压力温度探针，其特征在于：探针头部(1)的8个压力感受孔(5)中心线所在的平面，距探针头部(1)顶面(4)距离不小于1毫米。
4.根据权利要求1所述的一种测量任意方向来流二维流动参数的动态压力温度探针，其特征在于：探针头部(1)的8个压力感受孔(5)直径为0.5毫米至1毫米。
5.根据权利要求1所述的一种测量任意方向来流二维流动参数的动态压力温度探针，其特征在于：探针头部(1)的动态温度传感器头部(5)位于探针头部(1)圆柱体轴线上，露出顶面(4)1毫米至5毫米。
6.根据权利要求1所述的一种测量任意方向来流二维流动参数的动态压力温度探针，其特征在于：所述的探针头部(1)直径为6毫米至10毫米，长10毫米至50毫米。
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