CN109209965B - 一种双涵道压缩系统涵道比调控装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及双涵道压缩系统试验领域，特别涉及一种双涵道压缩系统涵道比调控装置及方法。该双涵道压缩系统涵道比调控装置包括双涵道压缩系统试验件(4)以及外涵排气系统。所述外涵排气系统的外涵集气腔(71)一端与双涵道压缩系统试验件(4)连接，另一端连接吸附管路(72)，所述吸附管路(72)上依次设置文丘里喷嘴(8)、旁路排气调节阀(9)、冷却器(10)，最终与水环真空泵(11)连接。本发明采用设置有水环真空泵的外涵排气系统实现双涵压缩系统试验中对涵道比的调节，克服传统常规试验方法外涵自主排气能力弱的缺点，能满足外涵气流的排出和流量控制，从而实现双涵道压缩系统涵道比的调节。

Description

一种双涵道压缩系统涵道比调控装置及方法
技术领域
本发明涉及双涵道压缩系统试验领域，特别涉及一种双涵道压缩系统涵道比调控装置及方法。
背景技术
双涵道压缩系统试验调节复杂，需要考虑内涵和外涵状态点匹配。通常对于双涵压缩系统内涵叶片级数多、压比高，试验过程中即使采用进口节流，排气压力也较大的情况下，可利用常规自主排气的试验方法进行排气和调节流量状态，即不同涵道的气流经各自的排气道、蜗壳和排气管路排向大气，在排气道之后或蜗壳之后设置节流装置(如节气门或阀门)，通过改变节气装置的开度，调节内外涵道的背压，从而改变内外涵流量比，实现对涵道比的控制。
但是对于某些试验件，功率消耗大，为适应试验器动力功率条件，试验过程中需要进口节流，节流比甚至达到0.5左右，而当外涵压比较低时(一般不超过1.8个大气压)，经过节流后，其外涵压力甚至低于大气压，外涵气流的排出和调节都非常困难。采用传统的自主排气的试验方案，难以排出外涵气流，更无法进行流量的调节，满足不了双涵道压缩系统涵道比状态的调节需求。
发明内容
本发明的目的是提供了一种双涵道压缩系统涵道比调控装置及方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。
本发明的技术方案是：
一种双涵道压缩系统涵道比调控装置，包括双涵道压缩系统试验件和外涵排气系统，其特征在于，所述外涵排气系统包括：
外涵集气腔，所述外涵集气腔的一端与双涵道压缩系统试验件连接，另一端与吸附管路的一端连接，所述外涵集气腔用于降低外涵气流速度；
所述吸附管路的另一端与水环真空泵连接。
可选地，所述外涵集气腔为扩口结构。
可选地，所述外涵集气腔为蛇形扩口结构。
可选地，所述吸附管路上依次设置有文丘里喷嘴、旁路排气调节阀以及冷却器。
可选地，所述外涵排气系统设置有多组。
可选地，还包括进气系统，所述进气系统包括依次用法兰连接的进气流量管、进气转接段以及稳压箱。
可选地，还包括内涵排气系统，所述内涵排气系统包括内涵排气节气门，所述内涵排气节气门连接有内涵排气蜗壳。
可选地，所述双涵道压缩系统试验件设置在所述内涵排气节气门和所述稳压箱之间。
在另一方面，本发明还提供了一种双涵道压缩系统涵道比调控方法，基于如上所述的双涵道压缩系统涵道比调控装置，包括：
步骤一：通过调节内涵排气系统的内涵排气节气门将内涵调节到预定的流量状态；
步骤二：通过调节水环真空泵的转速对外涵流量进行调节，从而改变外涵集气腔内的压力，以确保外涵流场的均匀性；
步骤三：监控总的外涵流量，当涵道比达到目标值时，停止调节所述水环真空泵的转速。
可选地，在步骤二中，在调节水环真空泵的过程中时刻关注各个所述水环真空泵的抽吸流量，使各个所述水环真空泵抽吸流量的差异不超过5％。
发明效果：
本发明的双涵道压缩系统涵道比调控装置，采用设置有水环真空泵的外涵排气系统实现双涵压缩系统试验中对涵道比的调节，能够克服传统常规试验方法外涵自主排气能力弱的缺点，即使试验中进口节流，外涵压力低于大气压，也能满足外涵气流的排出和流量控制，从而实现双涵道压缩系统涵道比的调节。
附图说明
图1是本发明的双涵道压缩系统涵道比调控装置的示意图；
图2是本发明的双涵道压缩系统涵道比调控装置的水环真空泵的转速对双涵道压缩系统涵道比的影响趋势图；
其中，1-进气流量管、2-进气转接段、3-稳压箱、4-双涵道压缩系统试验件、5-内涵排气节气门、6-内涵排气蜗壳、71-外涵集气腔、72-吸附管路、8-文丘里喷嘴、9-旁路排气调节阀、10-冷却器、11-水环真空泵。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
下面结合附图1至附图2对本发明的双涵道压缩系统涵道比调控装置及方法做进一步详细说明。
本发明提供了一种双涵道压缩系统涵道比调控装置，可以包括双涵道压缩系统试验件4以及外涵排气系统。
该外涵排气系统包括外涵集气腔71、吸附管路72、文丘里喷嘴8、旁路排气调节阀9、冷却器10、水环真空泵11。具体地，外涵集气腔71的前端与双涵道压缩系统试验件4连接，后端与吸附管路72的一端连接，吸附管路72上依次设置有文丘里喷嘴8、旁路排气调节阀9以及冷却器10，吸附管路72的另一端与水环真空泵11连接。
其中，外涵集气腔71用于降低外涵气流的速度，并给外涵提供均匀的压力场环境，本实施例中，外涵集气腔71为蛇形扩口结构，与双涵道压缩系统试验件4连接的一端内径较小，与吸附管路72连接的一端内径较大；文丘里喷嘴8用于测量外涵气流的流量；旁路排气调节阀9用于保证排气系统的安全，可进行补气；冷却器10用于对外涵气流冷却降温；水环真空泵11用于提供可调节的负压环境。
有利的是，本实施例中，为确保外涵排气流量和均匀性的要求，外涵排气系统可以设置多组，每组独立运行，并实现单独控制。
本发明的双涵道压缩系统涵道比调控装置，还包括进气系统，该进气系统包括依次用法兰连接的进气流量管1、进气转接段2以及稳压箱3；还包括内涵排气系统，内涵排气系统包括内涵排气节气门5，内涵排气节气门5连接有内涵排气蜗壳6；双涵道压缩系统试验件4设置在内涵排气节气门5和稳压箱3之间。
本发明还提供一种双涵道压缩系统涵道比调控方法，基于上述的双涵道压缩系统涵道比调控装置，包括：
步骤一：通过调节内涵排气系统的内涵排气节气门5将内涵调节到预定的流量状态。
步骤二：通过调节水环真空泵11的转速对外涵流量进行调节，从而改变外涵集气腔71内的压力，在调节过程中时刻关注各个水环真空泵11的抽吸流量，使各个所述水环真空泵11抽吸流量的差异不超过5％，以确保外涵流场的均匀性。
步骤三：监控总的外涵流量，当涵道比达到目标值时，停止调节所述水环真空泵11的转速，开展性能录取试验。
发明的双涵道压缩系统涵道比调控装置的水环真空泵的转速对双涵道压缩系统涵道比的影响如图2所示。
本发明的双涵道压缩系统涵道比调控装置，采用设置有水环真空泵的外涵排气系统，在外涵低压比条件下使双涵道压缩系统外涵气流排出，实现外涵流量调节，从而实现双涵压缩系统试验中对涵道比的调节，能够克服传统常规试验方法外涵自主排气能力弱的缺点，即使试验中进口节流，外涵压力低于大气压，也能满足外涵气流的排出和流量控制，从而实现双涵道压缩系统涵道比的调节。本发明可以广泛应用于军用、民用发动机、地面燃机双涵道压缩系统试验，解决外涵低压比条件下试验件涵道比的调控问题。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种双涵道压缩系统涵道比调控装置，包括进气系统、内涵排气系统、双涵道压缩系统试验件(4)和外涵排气系统，其特征在于，
所述进气系统包括依次用法兰连接的进气流量管(1)、进气转接段(2)以及稳压箱(3)；
所述内涵排气系统包括内涵排气节气门(5)，所述内涵排气节气门(5)连接有内涵排气蜗壳(6)；
所述双涵道压缩系统试验件(4)设置在所述内涵排气节气门(5)和所述稳压箱(3)之间；
所述外涵排气系统包括：
外涵集气腔(71)，所述外涵集气腔(71)的一端与双涵道压缩系统试验件(4)连接，另一端与吸附管路(72)的一端连接，所述外涵集气腔(71)用于降低外涵气流速度；
所述吸附管路(72)的另一端与水环真空泵(11)连接。
2.根据权利要求1所述的双涵道压缩系统涵道比调控装置，其特征在于，所述外涵集气腔(71)为扩口结构。
3.根据权利要求2所述的双涵道压缩系统涵道比调控装置，其特征在于，所述外涵集气腔(71)为蛇形扩口结构。
4.根据权利要求1所述的双涵道压缩系统涵道比调控装置，其特征在于，所述吸附管路(72)上依次设置有文丘里喷嘴(8)、旁路排气调节阀(9)以及冷却器(10)。
5.根据权利要求1所述的双涵道压缩系统涵道比调控装置，其特征在于，所述外涵排气系统设置有多组。
6.一种双涵道压缩系统涵道比调控方法，基于权利要求1至权利要求5任一项所述的双涵道压缩系统涵道比调控装置，其特征在于，包括：
步骤一：通过调节内涵排气系统的内涵排气节气门(5)将内涵调节到预定的流量状态；
步骤二：通过调节水环真空泵(11)的转速对外涵流量进行调节，从而改变外涵集气腔(71)内的压力，以确保外涵流场的均匀性；
步骤三：监控总的外涵流量，当涵道比达到目标值时，停止调节所述水环真空泵(11)的转速。
7.根据权利要求6所述的双涵道压缩系统涵道比调控方法，其特征在于，在步骤二中，在调节水环真空泵(11)的过程中时刻关注各个所述水环真空泵(11)的抽吸流量，使各个所述水环真空泵(11)抽吸流量的差异不超过5％。
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