CN111323234A - 一种单/双涵全尺寸中介机匣气动性能试验器 - Google Patents

Abstract

一种单/双涵全尺寸中介机匣气动性能试验器，属于航空发动机试验设备领域。本发明包括入口段、单/双涵全尺寸中介机匣，测量段、转接段、分管段和真空气源，单/双涵全尺寸中介机匣安装在入口段入口段和测量段之间，分管段通过转接段与测量段建立安装，分管段包括直管和弯管，直管穿过弯管的外壁插装到弯管的内侧，直管和弯管的一端与转接段建立安装，直管上依次安装有内涵流量调节锥、内涵流量计和内涵截止阀，弯管上依次安装有外涵流量调节锥、外涵流量计和外涵截止阀，直管和弯管的一端与转接段建立安装，直管和弯管的另一端连接有真空气源。本发明为中介机匣提供了一种高品质的吹风试验设备，为中介机匣流动机理方面的研究提供必要的支持。

Description

一种单/双涵全尺寸中介机匣气动性能试验器

技术领域

本发明属于航空发动机试验技术领域，涉及一种中介机匣气动性能试验器。

背景技术

中介机匣是航空发动机中的关键部件，起到支撑和分流作用。对中介机匣气动性能的研究主要采用数值模拟手段，试验测试手段偏少。当前，国内外针对该问题的研究主要采用扇面模型法和缩比全模法进行试验。主要原因是国内还缺少缺少高品质的能够满足全尺寸特别是具有双涵道的中介机匣试验器。

因此，提出一种可适用于单涵或双涵的、全尺寸的中介机匣气动性能试验器对开展涡扇发动机中介机匣试验技术研究具重要意义。

发明内容

本发明研发目的是为了解决上述技术问题，在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

本发明的技术方案：

一种单/双涵全尺寸中介机匣气动性能试验器，包括入口段、单/双涵全尺寸中介机匣，测量段、转接段、分管段、内涵流量调节锥、外涵流量调节锥、内涵流量计、外涵流量计、内涵截止阀、外涵截止阀和真空气源，单/双涵全尺寸中介机匣安装在入口段和测量段之间，分管段通过转接段与测量段建立安装，所述分管段包括直管和弯管，所述直管穿过弯管的外壁插装到弯管的内侧，直管和弯管的一端与转接段建立安装，直管上依次安装有内涵流量调节锥、内涵流量计和内涵截止阀，弯管上依次安装有外涵流量调节锥、外涵流量计和外涵截止阀，直管和弯管的一端与转接段建立安装，直管和弯管的另一端连接有真空气源。

优选的：所述分管段将单/双涵全尺寸中介机匣的内外涵分出两个独立的管路，分管段的直管和弯管同轴套接。

优选的：所述弯管包括第一弯管段和第二直管段，直管穿过第一弯管段的外壁插装到第一弯管段内，第一弯管段的口径收缩后与第二直管段连通，第二直管段的内径与直管的内径相等，外涵流量调节锥、外涵流量计和外涵截止阀依次安装在第二直管段上。

优选的：所述转接段包括内管段和外管段，内管段和外管段通轴心设置形成“回形管”，内管段和外管段通过连接筋配合安装。

优选的：所述内涵流量调节锥和外涵流量调节锥为：锥阀或数字阀。

优选的：所述内涵流量计和外涵流量计为：差压流量计、涡轮流量计或喷嘴流量计其中的一种。

优选的：所述内涵截止阀和外涵截止阀分别用于实现直管和弯管的独立开闭，可进行单独内涵、单独外涵、同时内外涵通路的流动测试。

本发明具有以下有益效果：

本发明一种单/双涵全尺寸中介机匣气动性能试验器，为全尺寸的单/双涵中介机匣提供了一种高品质的吹风试验设备，为中介机匣流动机理方面的研究提供必要的支持。首先，该设备内外涵流量均可单独调节和测量，能够实现较大范围的涵道比。其次，内外涵分别连接流量计，流量计具有较高的流量调节和测量精度，即能实现较高精度的涵道比和M数调节。

本发明将双涵全尺寸中介机匣的内外涵通过蜗壳原理的分管段分开，分开后分别接大尺寸流量计，该流量计可高精度控制和测量流量。通过这两个流量计配合调节可实现中介机匣不同的涵道比和来流M数。

附图说明

图1是本发明进行双涵全尺寸中介机匣气动性能试验时具体实施方式示意图；

图2是双涵道中介机匣示意图；

图3是本发明进行大流量单涵全尺寸中介机匣气动性能试验时具体实施方式示意图；

图4是本发明进行小流量单涵全尺寸中介机匣气动性能试验时具体实施方式示意图；

图5是单涵道中介机匣示意图；

图6是转接段的立体图；

图7是转接段与分管段的局部安装示意图；

图8是中介机匣的结构组成；

图中1.入口段、2.单/双涵全尺寸中介机匣、3.测量段、4.转接段、5.分管段、6.内涵流量调节锥、7.外涵流量调节锥、9.内涵流量计、10.外涵流量计、11.内涵截止阀、12.外涵截止阀、13.真空气源、14.外涵道、15.内涵道、16.分流环、17.双涵道中介机匣进口、18.单涵道中介机匣、19.内涵气流、20.外涵气流、21.直管、22.弯管、23.第一弯管段、24.第二直管段、25内管段、26.外管段、27.连接筋。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接(即为不可拆卸连接)包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。

具体实施方式一：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式的一种单/双涵全尺寸中介机匣气动性能试验器，包括入口段1、单/双涵全尺寸中介机匣2，测量段3、转接段4、分管段5、内涵流量调节锥6、外涵流量调节锥7、内涵流量计9、外涵流量计10、内涵截止阀11、外涵截止阀12和真空气源13，该入口段1为喇叭口形态入口段，单/双涵全尺寸中介机匣2安装在入口段1和测量段3之间，分管段5通过转接段4与测量段3建立安装，所述分管段5包括直管21和弯管22，所述直管21穿过弯管22的外壁插装到弯管22的内侧，直管21和弯管22的一端与转接段4建立安装，直管21上依次安装有内涵流量调节锥6、内涵流量计9和内涵截止阀11，弯管22上依次安装有外涵流量调节锥7、外涵流量计10和外涵截止阀12，直管21和弯管22的一端与转接段4建立安装，直管21和弯管22的另一端连接有真空气源13。

分管段5将全尺寸中介机匣2内外涵分出两个独立的管路，分管段5首先采用两种直径不同的等直管同轴套接，在一定长度之后内部小直径管路(直管21)继续加长，外部大直径管路(弯管22)端部封堵后采用与内部相同的小直径管路连接在外部大直径管路上，可将外涵流路独立引出，实现与内涵管路分离。内部小直径管路引出后连接内涵管路，外部大直径管路引出后连接外涵管路。

该试验器通过真空气源13抽吸大气进入入口段1和单/双涵全尺寸中介机匣，然后采用蜗壳原理设计的分管段5将单/双涵全尺寸中介机匣内外涵气流分别引出，使用两个大尺寸高精度流量计控制并测量内外涵流量，从而实现单/双涵全尺寸中介机匣进口M数及所需的涵道比。

具体实施方式二：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式的一种单/双涵全尺寸中介机匣气动性能试验器，所述分管段5将单/双涵全尺寸中介机匣2的内外涵分出两个独立的管路，分管段5的直管21和弯管22同轴套接。分管段采用蜗壳原理设计将单/双涵全尺寸中介机匣内外涵气流分别引出，使用两个大尺寸高精度流量计控制并测量内外涵流量，从而实现单/双涵全尺寸中介机匣进口M数及所需的涵道比测量试验。

具体实施方式三：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式的一种单/双涵全尺寸中介机匣气动性能试验器，所述弯管22包括第一弯管段23和第二直管段24，直管21穿过第一弯管段23的外壁插装到第一弯管段23内，第一弯管段23的口径收缩后与第二直管段24连通，第二直管段24的内径与直管21的内径相等，外涵流量调节锥7、外涵流量计10和外涵截止阀12依次安装在第二直管段24上。如此设置，收缩后的第一弯管段23的口径与直管21的内径相等，这样在实际试验时候，确保进入到直管21和第二直管段24的气流一致，方便内涵流量调节锥6和外涵流量调节锥7对内涵流量和外涵流量调节，同时，由于直管21和第二直管段24的气流一致，二者互为基准，便于后期试验数据统计和处理。

具体实施方式四：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式的一种单/双涵全尺寸中介机匣气动性能试验器，所述转接段4包括内管段25和外管段26，内管段25和外管段26通轴心设置形成“回形管”，内管段25和外管段26通过连接筋27配合安装。如此设置，在内管段25和外管段26的连接处加工有法兰盘结构，直管21和弯管22分别采用法兰方式与内管段25和外管段26建立连接安装，便于实现单/双涵全尺寸中介机匣内外涵气流分别引出。

结合具体实施方式一、二、三和四说明中介机匣内外涵试验过程：

1、进行双涵全尺寸中介机匣试验时，双涵全尺寸中介机匣2被安装在入口段1和测量段3之间，内外涵气流流过转接段4后进入分管段5，分管段5将内涵气流导入到内涵流量调节锥6，并进入内涵流量计9，外涵气流导入外涵流量调节锥7，并进入外涵流量计10，内涵流量计9经管路和内涵截止阀11连接，相同的，外涵流量计10经抽吸管路和外涵截止阀12连接，最终内外涵两路气流进入真空气源13。试验时，内涵截止阀11和外涵截止阀12全部打开，试验器整个管路压比形成，气流开始流入入口段1，在入口段1中整流后进入双涵全尺寸中介机匣2，内涵流量调节锥6和外涵流量调节锥7分别控制内、外涵的流量，内涵流量计9和外涵流量计10分别测量内、外涵的流量，通过内涵流量调节锥6和外涵流量调节锥7互相匹配调节，实现所需的涵道比和中介机匣进口M数。在测量段3中一定轴向位置布置了若干总压测耙、探针和传感器等测量仪器，这些测量仪器连接高精度采集模块，等待流场稳定后仪器开始进行参数测量。双涵全尺寸中介机匣2和测量段3之间可快速断开，进行流动显示试验准备测量拍照。

2、进行大流量单涵全尺寸中介机匣试验时，单涵全尺寸中介机匣2被安装在入口段1和测量段3中间，气流流过转接段4后进入分管段5，分管段5将气流导入到内涵流量调节锥6和外涵流量调节锥7，内涵流量调节锥6通过管路进入内涵流量计9，外涵流量调节锥7通过管路进入外涵流量计10，内涵流量计9经管路和内涵截止阀11连接，相同的，外涵流量计10经抽吸管路和外涵截止阀12连接，最终两路气流进入真空气源13。试验时，内涵截止阀11和外涵截止阀12全部打开，试验器整个管路压比形成，气流开始流入入口段1，在入口段1中整流后进入单涵全尺寸中介机匣2，内涵流量调节锥6和外涵流量调节锥7分别控制各自管道的流量，内涵流量计9和外涵流量计10分别测量各自管道的流量，通过内涵流量调节锥6和外涵流量调节锥7互相匹配调节，实现所需的中介机匣进口M数。在测量段3中一定轴向位置布置了若干总压测耙、探针和传感器等测量仪器，这些测量仪器连接高精度采集模块，等待流场稳定后仪器开始进行参数测量。双涵全尺寸中介机匣2和测量段3之间可快速断开，进行流动显示试验准备测量拍照。

3、进行小流量单涵全尺寸中介机匣试验时，单涵全尺寸中介机匣2被安装在入口段1和测量段3中间，气流流过转接段4后进入分管段5，分管段5将气流全部导入到内涵流量计调节锥6。内涵流量调节锥6通过管路进入内涵流量计9，内涵流量计9经管路和内涵截止阀11连接，气流最终进入真空气源13。试验时，内涵截止阀11全部打开，外涵截止阀12完全关闭，试验器整个管路压比形成，气流开始流如入口段1，在入口段1中整流后进入单涵全尺寸中介机匣2，内涵流量调节锥6和内涵流量计分别控制并测量来流流量从而实现单涵中介机匣进口M数。在测量段3中一定轴向位置布置了若干总压测耙、探针和传感器等测量仪器，这些测量仪器连接高精度采集模块，等待流场稳定后仪器开始进行参数测量。双涵全尺寸中介机匣2和测量段3之间可快速断开，进行流动显示试验准备测量拍照。

具体实施方式五：结合图1-图2说明本实施方式，本实施方式的一种单/双涵全尺寸中介机匣气动性能试验器，所述内涵流量调节锥6和外涵流量调节锥7为：锥阀或数字阀；所述内涵流量计9和外涵流量计10为：差压流量计、涡轮流量计或喷嘴流量计其中的一种；所述内涵截止阀11和外涵截止阀12分别用于实现直管21和弯管22的独立开闭，可进行单独内涵、单独外涵、同时内外涵通路的流动测试。

需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。

本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (7)

1.一种单/双涵全尺寸中介机匣气动性能试验器，其特征在于：包括入口段(1)、单/双涵全尺寸中介机匣(2)，测量段(3)、转接段(4)、分管段(5)、内涵流量调节锥(6)、外涵流量调节锥(7)、内涵流量计(9)、外涵流量计(10)、内涵截止阀(11)、外涵截止阀(12)和真空气源(13)，单/双涵全尺寸中介机匣(2)安装在入口段(1)和测量段(3)之间，分管段(5)通过转接段(4)与测量段(3)建立安装，所述分管段(5)包括直管(21)和弯管(22)，所述直管(21)穿过弯管(22)的外壁插装到弯管(22)的内侧，直管(21)和弯管(22)的一端与转接段(4)建立安装，直管(21)上依次安装有内涵流量调节锥(6)、内涵流量计(9)和内涵截止阀(11)，弯管(22)上依次安装有外涵流量调节锥(7)、外涵流量计(10)和外涵截止阀(12)，直管(21)和弯管(22)的一端与转接段(4)建立安装，直管(21)和弯管(22)的另一端连接有真空气源(13)。

2.根据权利要求1所述的一种单/双涵全尺寸中介机匣气动性能试验器，其特征在于：所述分管段(5)将单/双涵全尺寸中介机匣(2)的内外涵分出两个独立的管路，分管段(5)的直管(21)和弯管(22)同轴套接。

3.根据权利要求2所述的一种单/双涵全尺寸中介机匣气动性能试验器，其特征在于：所述弯管(22)包括第一弯管段(23)和第二直管段(24)，直管(21)穿过第一弯管段(23)的外壁插装到第一弯管段(23)内，第一弯管段(23)的口径收缩后与第二直管段(24)连通，第二直管段(24)的内径与直管(21)的内径相等，外涵流量调节锥(7)、外涵流量计(10)和外涵截止阀(12)依次安装在第二直管段(24)上。

4.根据权利要求1所述的一种单/双涵全尺寸中介机匣气动性能试验器，其特征在于：所述转接段(4)包括内管段(25)和外管段(26)，内管段(25)和外管段(26)通轴心设置形成“回形管”，内管段(25)和外管段(26)通过连接筋(27)配合安装。

5.根据权利要求1所述的一种单/双涵全尺寸中介机匣气动性能试验器，其特征在于：所述内涵流量调节锥(6)和外涵流量调节锥(7)为：锥阀或数字阀。

6.根据权利要求1所述的一种单/双涵全尺寸中介机匣气动性能试验器，其特征在于：所述内涵流量计(9)和外涵流量计(10)为：差压流量计、涡轮流量计或喷嘴流量计其中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种单/双涵全尺寸中介机匣气动性能试验器，其特征在于：所述内涵截止阀(11)和外涵截止阀(12)分别用于实现直管(21)和弯管(22)的独立开闭。

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