CN106918437A - 一种测量亚音速二维流场的四孔探针 - Google Patents
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Abstract
本发明属于叶轮机械测试技术领域,公开了一种测量亚音速二维流场的四孔探针,包括探针支杆1、探针头部2、过渡段3、引压管4和温度传感器线缆5,所述探针支杆1和探针头部2均为圆柱形,探针头部2通过过渡段3安装在探针支杆1上,探针头部2的圆柱面开有三个压力感受孔和一个温度感受孔,三个压力感受孔分别与探针头部2内封装的引压管连通,温度感受孔9同探针内部的温度传感器相连,引压管4和温度传感器线缆5通过探针支杆1内通道引出探针尾部。与现有的探针相比,本发明经过校准标定,可同时测量二维亚音速流场的总温、总压、流速、流动方向等参数,可以实现精确测量。
Description
技术领域
本发明涉及叶轮机械试验测试领域,特别是一种测量亚音速二维流场的四孔探针,本发明能同时测量二维亚音速流场总温、总压、流速和流动方向等流场参数,经过校准标定能够实现精确测量。
背景技术
在叶轮机械流场测量领域,三孔压力探针和总温探针有着广泛的应用。使用三孔压力探针能够进行总压、静压、马赫数、流动方向的测量。三孔压力探针不能进行温度测量,因此无法通过三孔压力探针测得的数据计算得到流场的流速。目前测量来流温度通常采用单独的总温探针,总温探针可以测得来流的总温。
现有的二维流场测试技术,通常分别使用三孔压力探针和总温探针进行压力和温度的测量,采用多根探针增大了探针对流场的干扰,测试成本高、时间长、操作复杂,并且由于不同探针测得的参数无法保证来自同一流线,因此计算流速时就会产生额外的误差,从而会降低试验测试的精度。本发明提出一种测量亚音速二维流场的四孔探针,使用单个探针即可同时进行流场的压力和温度测量。使用中,本发明测量亚音速二维流场的四孔探针,能够同时测得二维亚音速流场的总温、总压、流速和流动方向等参数。本发明经过校准标定之后进行流场测量,能够很好地满足叶轮机测试的要求。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是:针对目前叶轮机试验测试中,温度探针和压力探针总是被分开单独使用,试验时间长、成本高、操作复杂等问题,本发明提出一种测量亚音速二维流场的四孔探针,使用单个探针即可同时进行二维流场的压力和温度测量。与现有的探针测试技术相比,本发明能够同时测得二维亚音速流场的总温、总压、流速和流动方向。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种测量亚音速二维流场的四孔探针,其特征在于,所述探针包括探针支杆(1)、探针头部(2)、过渡段(3)、引压管(4)和温度传感器线缆(5);所述探针支杆(1)和探针头部(2)均为圆柱形,探针头部(2)通过过渡段(3)安装在探针支杆(1)上;探针头部(2)的圆柱面开有四个感受孔,分别为压力感受孔1(6)、压力感受孔2(7)、压力感受孔3(8)和一个温度感受孔(9),三个压力感受孔分别与探针头部(2)内封装的引压管(4)连通,温度感受孔(9)同探针头部(2)内封装的温度传感器相连;引压管(4)和温度传感器线缆通过探针支杆(1)内通道引出探针尾部。
进一步,压力感受孔1(6)、压力感受孔2(7)和压力感受孔3(8)均为圆形孔;三个孔互不相通,分别和探针头部(2)内的三个引压管(4)相连;三个孔的圆心所在的平面与柱体底面平行,距离为1~5mm。
进一步,压力感受孔1(6)、压力感受孔3(7)沿压力感受孔2(8)中心线和柱体中心线所在的平面对称分布,直径相同,均为0.2~2毫米,压力感受孔1(6)和压力感受孔3(7)中心线夹角为60°~100°。
进一步,温度感受孔(9)同探针内部封装的温度传感器相连;温度感受孔(9)直径为0.5~3毫米,温度感受孔(9)圆心同压力感受孔2(7)圆心之间的距离为压力感受孔2(7)直径的1.1倍~2倍。
进一步,探针支杆(1)为圆柱形结构,探针支杆(1)内开有通道,引压管(4)和温度传感器线缆(5)通过探针支杆(1)内的通道引出探针尾部。
进一步,温度感受孔(9)的位置可以在压力感受孔2(7)的正上方,也可以在压力感受孔2(7)的正下方。
进一步,温度传感器可以是热电偶,也可以是热电阻。
本发明的有益效果是:
本发明测量亚音速二维流场的四孔探针,能够测量二维流场总温、总压、流速和流动方向,使用单个探针即可完成这些参数的测量;使用本发明进行流场测试,无需使用多种不同探针组合测量,能够有效地减少探针的使用数目;由于减少了探针的使用数目,使得探针对流场的干扰大大减小;减小了探针的使用数目,使得试验测试操作更加便捷,试验测试结果误差更小;能够有效地减少试验测试的成本;能够真实地反应同一测点位置的总温、总压等流场参数,减小测点距离过大带来的误差。
附图说明
图1是本发明测量亚音速二维流场的四孔探针示意图。
图2是图1的俯视图。
其中:1-探针头部,2-探针支杆,3-过渡段,4-引压管,5-温度传感器线缆,6-压力感受孔1,7-压力感受孔2,8-压力感受孔3,9-温度感受孔。
具体实施方式
下面通过实施例,结合附图对本发明的测量亚音速二维流场的四孔探针进行详细阐述,以使本发明的特征和优点能够更易于被本领域的技术人员理解,从而能够对本发明的保护范围做出更清楚明确的界定。
如附图所示,本实施例中介绍了一种测量亚音速二维流场的四孔探针,包括探针支杆(1)、探针头部(2)、过渡段(3)、引压管(4)和温度传感器线缆(5),所述探针支杆(1)和探针头部(2)均为圆柱形,探针头部(2)通过过渡段(3)安装在探针支杆(1)上,探针头部(2)的圆柱面开有三个压力感受孔和一个温度感受孔,三个压力感受孔分别与探针头部(2)内封装的引压管连通,温度感受孔(9)同探针内部的温度传感器相连,引压管(4)和温度传感器线缆(5)通过探针支杆(1)内通道引出探针尾部。压力感受孔2(7)可以测量来流总压,温度感受孔(9)同探针内部封装的温度传感器相连,可以进行总温测量。
如附图1所示,本发明测量亚音速二维流场的四孔探针头部为圆柱体。试验测试中,将本发明的四孔探针头部探入被测得流场中,使得探针感受孔2(7)正对来流。探针支杆(1)起到支承的作用。探针的压力感受孔2(7)可以测得来流总压,压力感受孔1(6)、压力感受孔2(7)和压力感受孔3(8)组合起来可以测得二维流场来流马赫数和流动方向。温度感受孔(9)同探针内部封装的温度传感器相连,可以测得来流总温,结合温度感受孔测得的数据可以计算得出来流的流速。
Claims (7)
1.本发明为一种测量亚音速二维流场的四孔探针,其特征在于,所述探针包括探针支杆(1)、探针头部(2)、过渡段(3)、引压管(4)和温度传感器线缆(5);所述探针支杆(1)和探针头部(2)均为圆柱形,探针头部(2)通过过渡段(3)安装在探针支杆(1)上;探针头部(2)的圆柱面开有四个感受孔,分别为压力感受孔1(6)、压力感受孔2(7)、压力感受孔3(8)和一个温度感受孔(9),三个压力感受孔分别与探针头部(2)内封装的引压管(4)连通,温度感受孔(9)同探针头部(2)内封装的温度传感器相连;引压管(4)和温度传感器线缆通过探针支杆(1)内通道引出探针尾部。
2.根据权利1的要求,压力感受孔1(6)、压力感受孔2(7)和压力感受孔3(8)均为圆形孔;三个孔互不相通,分别和探针头部(2)内的三个引压管(4)相连;三个孔的圆心所在的平面与柱体底面平行,距离为1~5mm。
3.根据权利1的要求,压力感受孔1(6)、压力感受孔3(7)沿压力感受孔2(8)中心线和柱体中心线所在的平面对称分布,直径相同,均为0.2~2毫米,压力感受孔1(6)和压力感受孔3(7)中心线夹角为60°~100°。
4.根据权利1的要求,温度感受孔(9)同探针内部封装的温度传感器相连;温度感受孔(9)直径为0.5~3毫米,温度感受孔(9)圆心同压力感受孔2(7)圆心之间的距离为压力感受孔2(7)直径的1.1倍~2倍。
5.根据权利1的要求,探针支杆(1)为圆柱形结构,探针支杆(1)内开有通道,引压管(4)和温度传感器线缆(5)通过探针支杆(1)内的通道引出探针尾部。
6.根据权利1的要求,温度感受孔(9)的位置可以在压力感受孔2(7)的正上方,也可以在压力感受孔2(7)的正下方。
7.根据权利1的要求,温度传感器可以是热电偶,也可以是热电阻。
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