CN106940240A - 一种测量转子出口跨音三维流的圆锥双孔动态压力探针 - Google Patents

一种测量转子出口跨音三维流的圆锥双孔动态压力探针 Download PDF

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Abstract

本发明属于压力测试技术领域，公开了一种测量转子出口跨音三维流的圆锥双孔动态压力探针，包括探针头部、支杆，探针头部包括共底面的圆柱体、圆锥体，其内封装2个动态压力传感器，在探针头部圆锥体的侧面和同一侧的圆柱体侧面，各开有一个压力感受孔，分别与封装的不同压力传感器连通，传感器线缆通过探针支杆内通道引出探针尾部。本发明经过校准风洞标定，可测出转子出口跨音速三维流场中，俯仰角、偏转角、总压、静压和马赫数等三维流动参数从压力面到吸力面的周向分布，为改进转子性能提供实测数据依据。与测量跨音速三维流场的多孔动态压力探针相比，头部安装了2个动态压力传感器，具有结构简单、尺寸小、成本低的优点。

Description

一种测量转子出口跨音三维流的圆锥双孔动态压力探针
技术领域
本发明属于压力测试技术领域，涉及跨音速非定常流场的动态压力测量装置，具体涉及一种测量转子出口跨音三维流的圆锥双孔动态压力探针，适用于测量叶轮机械转子出口跨音速三维流场中，俯仰角、偏转角、总压、静压和马赫数等三维流动参数从压力面到吸力面的周向分布。
背景技术
由于压气机、风扇、涡轮等转子的旋转，采用常规的稳态压力探针，无法测量出转子出口的动态流场，不能分辨出转子出口从压力面到吸力面来流参数的周向分布，热线风速仪能够测量出转子出口的动态速度信号，但不能提供动态压力信息。叶轮机试验更希望获得转子出口含有动态压力信息的测量数据，对于转子出口跨音三维流场，希望获得转子出口俯仰角、偏转角、总压、静压和马赫数等三维流动参数从压力面到吸力面的周向分布，用于验证转子的设计和流场诊断，以便改进机器性能。
测量转子出口跨音速三维非定常流动参数的动态压力探针至少开有4个压力感受孔，内装有4个动态压力传感器，一方面动态压力探针尺寸不容易做得小，尺寸大会严重干扰被测流场，另一方面，动态压力探针成本嫌高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：测量叶轮机转子出口跨音速三维流场中，俯仰角、偏转角、总压、静压和马赫数等三维流动参数从压力面到吸力面的周向分布。
为此，本发明提供了一种测量转子出口跨音三维流的圆锥双孔动态压力探针，与多孔动态压力探针相比，头部只安装了2个动态压力传感器，具有结构简单、尺寸小、成本低的特点，适合于测量跨音速转子出口三维流场中，俯仰角、偏转角、总压、静压和马赫数等三维流动参数从压力面到吸力面的周向分布。
本发明的技术解决方案是：
一种测量转子出口跨音三维流的圆锥双孔动态压力探针，其特征在于：包括探针头部(1)、支杆(2)，所述探针头部(1)包括共底面的圆柱体(3)、圆锥体(4)，其内部独立封装2个动态压力传感器；在探针头部(1)的圆锥体的侧面上，开有一个压力感受孔，为斜孔(5)，斜孔(5)只与封装的一个动态压力传感器连通；在斜孔(5)所在圆锥体侧面的同一侧，正下方的圆柱体(3)侧面上开有另一个压力感受孔，为正孔(6)，正孔(6)只与封装的另一个动态压力传感器连通；斜孔(5)的中心线、正孔(6)的中心线与探针头部(1)的圆柱体(3)轴线在同一个平面上；探针头部(1)的圆柱体(3)轴线与探针支杆(2)轴线重合。
2、进一步，斜孔(5)的直径为0.6毫米至1.5毫米，斜孔(5)圆心与圆锥体(4)底面圆弧的距离为1毫米至5毫米。
3、进一步，正孔(6)的直径为0.6毫米至1.5毫米，正孔(6)圆心与圆锥体(4)底面圆弧的距离为1毫米至5毫米。
4、进一步，探针头部(1)的圆柱体(3)的直径为3.7毫米至6毫米。
5、进一步，探针头部(1)的圆锥体(4)的锥角为60°至150°。
6、进一步，探针头部(1)的圆柱体(3)长10毫米至40毫米。
7、进一步，探针支杆(2)为圆柱体，其内部开有圆型管道，探针头部(1)内封装的2个动态压力传感器线缆(7)通过探针支杆(2)内的管道引出探针尾部。
本发明的有益效果是：
本发明经过校准风洞标定，可测出转子出口跨音速三维流场中，俯仰角、偏转角、总压、静压和马赫数等三维流动参数从压力面到吸力面的周向分布，为改进转子性能提供实测数据依据。与测量跨音速三维流场的多孔动态压力探针相比，头部安装了2个动态压力传感器，具有结构简单、尺寸小、成本低的优点。
附图说明
图1是本发明实施例中的测量转子出口跨音三维流的圆锥双孔动态压力探针的结构示意图。
其中：1-探针头部，2-探针支杆，3-圆柱体，4-圆锥体，5-斜孔，6-正孔，7-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转子出口跨音三维流的圆锥双孔动态压力探针，包括探针头部(1)、支杆(2)，探针头部(1)包括共底面的圆柱体(3)、圆锥体(4)，其内部独立封装2个动态压力传感器；在探针头部(1)的圆锥体的侧面上，开有一个压力感受孔，为斜孔(5)，斜孔(5)只与封装的一个动态压力传感器连通；在斜孔(5)所在圆锥体侧面的同一侧，正下方的圆柱体(3)侧面上开有另一个压力感受孔，为正孔(6)，正孔(6)只与封装的另一个动态压力传感器连通；斜孔(5)的中心线、正孔(6)的中心线与探针头部(1)的圆柱体(3)轴线在同一个平面上；探针头部(1)的圆柱体(3)轴线与探针支杆(2)轴线重合。
斜孔(5)的直径为0.6毫米，斜孔(5)圆心与圆锥体(4)底面圆弧的距离为2.8毫米。
正孔(6)的直径为0.6毫米，正孔(6)圆心与圆锥体(4)底面圆弧的距离为1毫米。
探针头部(1)的圆柱体(3)的直径为4毫米。
探针头部(1)的圆锥体(4)的锥角为90°。
探针头部(1)的圆柱体(3)长20毫米。
探针支杆(2)为圆柱体，直径6毫米，其内部开有圆型通道，直径4毫米，探针头部(1)内封装的2个动态压力传感器线缆(7)通过探针支杆(2)内的管道引出探针尾部。
本发明实施例中介绍的测量转子出口跨音三维流的圆锥双孔动态压力探针，经过跨音速校准风洞标定，可以获得标定数据。实际测量转子出口跨音速三维流场时，该圆锥双孔动态压力探针绕探针支杆轴线转动，放置几个不同角向位置，分别进行测量，由探针内装的2支动态压力传感器测得几组非定常压力数据，利用获得的跨音速校准风洞标定数据，进行数据处理，可以获得转子出口跨音速三维流场中，俯仰角、偏转角、总压、静压和马赫数等三维流动参数从压力面到吸力面的周向分布。

Claims (7)

1.一种测量转子出口跨音三维流的圆锥双孔动态压力探针，其特征在于：包括探针头部(1)、支杆(2)，所述探针头部(1)包括共底面的圆柱体(3)、圆锥体(4)，其内部独立封装2个动态压力传感器；在探针头部(1)的圆锥体的侧面上，开有一个压力感受孔，为斜孔(5)，斜孔(5)只与封装的一个动态压力传感器连通；在斜孔(5)所在圆锥体侧面的同一侧，正下方的圆柱体(3)侧面上开有另一个压力感受孔，为正孔(6)，正孔(6)只与封装的另一个动态压力传感器连通；斜孔(5)的中心线、正孔(6)的中心线与探针头部(1)的圆柱体(3)轴线在同一个平面上；探针头部(1)的圆柱体(3)轴线与探针支杆(2)轴线重合。
2.根据权利要求1所述的一种测量转子出口跨音三维流的圆锥双孔动态压力探针，其特征在于：斜孔(5)的直径为0.6毫米至1.5毫米，斜孔(5)圆心与圆锥体(4)底面圆弧的距离为1毫米至5毫米。
3.根据权利要求1所述的一种测量转子出口跨音三维流的圆锥双孔动态压力探针，其特征在于：正孔(6)的直径为0.6毫米至1.5毫米，正孔(6)圆心与圆锥体(4)底面圆弧的距离为1毫米至5毫米。
4.根据权利要求1所述的一种测量转子出口跨音三维流的圆锥双孔动态压力探针，其特征在于：所述探针头部(1)的圆柱体(3)的直径为3.7毫米至6毫米。
5.根据权利要求1所述的一种测量转子出口跨音三维流的圆锥双孔动态压力探针，其特征在于：所述探针头部(1)的圆锥体(4)的锥角为60°至150°。
6.根据权利要求1所述的一种测量转子出口跨音三维流的圆锥双孔动态压力探针，其特征在于：探针头部(1)的圆柱体(3)长10毫米至40毫米。
7.根据权利要求1所述的一种测量转子出口跨音三维流的圆锥双孔动态压力探针，其特征在于：所述的探针支杆(2)为圆柱体，其内部开有圆型管道，探针头部(1)内封装的2个动态压力传感器线缆(7)通过探针支杆(2)内的管道引出探针尾部。
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