CN112098108B - 一种旋转盘上气体转动温度标定及验证方法 - Google Patents

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Abstract

一种旋转盘上气体转动温度标定及验证方法，利用温度扫描阀、数据记录仪、K型热电偶以及保温瓶对转动件上的气流温度测量进行标定，在静止状态下利用保温水浴作为温度源，将经过更高精度装置标定的K型热电偶的测量信号作为标准信号标定数据记录仪的温度测量信号，进而提高旋转盘上气流温度的测量精度，能够将转动温度的测量误差控制在±1℃以内，并能够在转动状态下对标定的效果进行检验。本发明能够简便的对气体转动温度测量进行标定并进行检验，为航空发动机空气系统旋转盘腔流动传热实验，包括航空发动机预旋系统温降特性实验的转动温度测量提供标定与验证手段，保证转动温度的测量精度，进而为航空发动机内旋转盘腔系统设计提供数据支持。

Description

一种旋转盘上气体转动温度标定及验证方法
技术领域
本发明涉及航空发动机空气系统领域，具体是一种用于旋转盘上气体转动温度标定及验证方法。
背景技术
目前，航空发动机性能的提升需要相应提升涡轮进口前燃气温度，每提高55℃，发动机的推力可提高约10％。现代航空发动机涡轮前温度已经超过2000K，远高于发动机高温部件金属材料的耐温极限，单纯的提高金属材料的耐温极限已经难以满足发动机性能的提升和安全运行的需要，更多的则需要从压气机抽取相对低温的空气并通过空气系统对涡轮转子叶片等高温部件进行有效的冷却。
在现代航空发动机中，预旋系统是发动机空气系统的重要组成部分，而准确获取冷却气体温度是进行预旋系统相关气动设计的必要条件，对于空气系统设计计算具有十分重要的意义，同时也是保证发动机高温部件安全性的必要验证步骤。
涡轮转子叶片在发动机实际运行过程中高速转动，其感受到的冷却气温度不再是绝对坐标系下气流的总温，而是转动坐标系下的气流总温，即气流相对总温，相应的相对总温参数的测量需要将热电偶与旋转盘共转，而且热电偶必须直接布置在测点位置与气流直接接触，同时热电偶得到的测量信号必须引出到信号采集装置，与盘共转的热电偶的测量信号使用K型热电偶标准分度表进行处理，而实际每个热电偶的分度均和标准分度表存在一定的差异。这会导致温度测量结果存在一定的偏差，因此对其进行标定是相当有必要的，并且实用价值很大。
现有技术的温度标定一般是通过标准的恒温加热装置获得温度测量材料在所加热温度下的对应的热电势。现有技术中的温度标定装置一般由加热炉和热电势差测量装置组成，把待标定两种材料的条状丝或者电偶丝一端焊接伸入到加热炉中，另一端与热电势测量装置相连，通过不断改变加热炉的温度，从而获得对应的热电势。其不足之处在于：由于空气导热系数低，加热炉腔室内温度分布容易产生不均匀，温度稳定区较小且稳定速度慢，温度波动较大，影响了温度标定的精度。并且现有技术没有针对标定后的热电偶在转动条件下的温度测量精度的验证方法。
发明内容
为克服现有技术中存在的温度标定精度不高，并且不能对标定后的热电偶在转动条件下进行温度测量精度验证的不足，本发明提出了一种旋转盘上气体转动温度标定及验证方法。
本发明的具体过程是：
步骤1：温度标定实验装置的安装；
所述温度标定装置包括数据记录仪、温度扫描阀、两个第一热电偶、两个第二热电偶和保温瓶。所述保温瓶的外表面包裹有保温层。数据记录仪的两路温度测量通道与两个所述第二热电偶的参考端分别连通；所述温度扫描阀的两路温度测量通道与两个所述第一热电偶的测量端连通。四个热电偶的测量端处于该保温瓶内水浴中心处进行温度测量。
在安装所述温度标定实验装置时，将两个第二热电偶的参考端与数据记录仪的1号温度测量通道和2号温度测量通道相连接，将第一热电偶的参考端和温度扫描阀的1号温度测量通道和2号温度测量通道相连接，构成测量通路，将全部四根热电偶的测量端均放置在保温瓶内的同一位置点，组成温度标定实验装置并放在水平操作台上。
步骤2：热电偶静止状态下的记录仪测量温度标定：
在热电偶静止状态下向保温瓶内加入热水；通过温度扫描阀的1号温度测量通道与2号温度测量通道分别测量保温瓶内的水温；以取得到的1号温度测量通道温度与2号温度测量通道温度的平均值作为第一次加水的标定温度。数据记录仪记录得到所述第一次加水后的标定温度。
通过四次向该热水中加入新水，使标定过程中保温瓶内水温从76.24℃降低至23.82℃。每次加入新水后，通过所述通过温度扫描阀1号温度测量通道与2号温度测量通道分别测量保温瓶内的水温；以取得到的每次加入新水后1号温度测量通道温度与2号温度测量通道温度的平均值作为每次加水的标定温度。
所述向保温瓶内加入的热水的水温为76.24℃，加入量为500ml。
所述四次向该保温瓶内加入的新水的加入量为100ml，所加入的新水的温度同室温，通过加入的新水使保温瓶内的当前水温降低10℃～20℃。
利用EXCEL软件对温度扫描阀测量到的各温度和数据记录仪记录的各温度进行后处理。后处理中，所述温度扫描阀测量到的各温度为因变量，数据记录仪记录的各温度为自变量。对所述因变量和自变量进行公式拟合。
得到数据记录仪1号温度测量通道的拟合关系式为：
y1＝1.06222x1-1.47066 (1)
同样得到数据记录仪2号温度测量通道的拟合关系式为：
y2＝1.03714x2-1.02793 (2)
公式(1)和(2)中的x1为数据记录仪1号通道得到的温度测量结果，x2为数据记录仪2号通道测量得到的温度测量结果；y1为数据记录仪1号通道标定后的温度测量结果，y2为数据记录仪2号通道标定后的温度测量结果；式中各常数均为拟合得到的关系式的系数。
步骤3：热电偶转动状态下的气流转动温度标定结果验证：
所述旋转盘上气流温度测量标定结果验证是在热电偶转动状态下进行。
所述转动状态下的热电偶是在第二热电偶中任选一个。以涡轮盘和转轴作为验证实验中的转子。
安装气体转动温度标定结果验证装置，包括所述转子，所述气流转动温度测量仪器，绝对总温测点，静止机匣以及基座。
涡轮盘以过盈配合的方式安装在所述转轴轴端的锥面上；在转轴的另一端安装有数据记录仪。任取一根经过标定的所述第二热电偶，并从保温瓶中取出该第二热电偶重新布置；通过密封胶将该第二热电偶固封在涡轮盘上的热电偶安装槽内。将第二热电偶的测量端布置在相对总温测点处，所述相对总温测点位于涡轮盘外缘处的任一供气孔出口中心处。第二热电偶的参考端穿过转轴与所述数据记录仪的温度测量通道相连接。
所述热电偶安装槽位于该涡轮盘表面，沿半径方向布置；所述供气孔的中心线均平行于该涡轮盘的中心线；各所述供气孔的孔径均为8mm。
将安装有数据记录仪和热电偶的转轴水平布置。转轴安装有所述数据记录仪的一端与高速主轴电机的输出轴连接。
静止机匣套装在所述涡轮盘的外圆周上，并使该静止机匣的内圆周表面与该涡轮盘的外圆周表面之间有1mm的间隙；该静止机匣通过螺栓固定在基座上。
通过位于静止机匣内表面的总温探针进行气流绝对总温测量。该总温探针内端端面有绝对总温测点；并使该总温测点与位于所述涡轮盘上的相对总温测点相对应。所述总温探针的直径为7mm；该总温探针的中心线平行于该静止机匣的中心线；总温探针的端面与相对总温测点之间的轴向距离为4.5mm。
标定结果验证实验时，涡轮盘的转速分别设定为3000r/min，4200r/min，5400r/min，6600r/min，7200r/min，8100r/min和9000r/min。涡轮盘分别以设定的转速依次旋转并测量各旋转速度下绝对总温测点处气流的绝对总温T*和相对总温测点处气流的相对总温
Figure BDA0002638871610000044
每次变动转速后测量时间小于2min。具体是：
涡轮盘以3000r/min的转速旋转，通过数据记录仪测量相对总温测点处气流的相对总温
Figure BDA0002638871610000045
并记录得到的测量数据，通过温度扫描阀测量绝对总温测点处气流的绝对总温T*并记录得到的测量数据；在各转速的测量时间均小于2min。
涡轮盘继续以设定的4200r/min的转速旋转，重复所述数据记录仪测量并记录得到相对总温测点处气流的相对总温
Figure BDA0002638871610000046
的过程和温度扫描阀测量并记录绝对总温测点处气流的绝对总温T*的过程，得到4200r/min转速下的测量数据。
重复所述数据记录仪测量并记录得到的相对总温测点处气流的相对总温
Figure BDA0002638871610000043
的过程和温度扫描阀测量并记录绝对总温测点处气流的绝对总温T*的过程，依次得到5400r/min，6600r/min，7200r/min，8100r/min和9000r/min转速下的各个测量数据。
分别计算得到的各个转速下的气流绝对总温T*与相对总温
Figure BDA0002638871610000042
的差值；该差值即为测量差值ΔTexp。
通过公式(3)确定绝对总温T*与相对总温
Figure BDA0002638871610000047
的理论差值：
Figure BDA0002638871610000041
公式(3)中，ΔTcal为理论差值，ω为转动角速度，r为相对总温测点位置处半径，Cp为定压比热容。
比较测量差值ΔTexp与计算得到的理论差值ΔTcal；若所述测量差值ΔTexp与理论差值ΔTcal的偏差均在0.5℃以内，转动温度测量系统的精度符合要求；若测量差值ΔTexp与理论差值ΔTcal的偏差大于等于0.5℃，则转动温度测量系统的精度不符合要求。
为了使得旋转盘上气体温度的测量结果准确可靠，本发明提出一种气体转动温度标定方法，并利用所述的验证方法对完成标定后的热电偶测量气体转动温度的效果进行了验证。
本发明中，旋转盘上气流温度测量的标定主要依靠的是经过标定的K型热电偶，温度扫描阀和保温性能良好的保温瓶，K型热电偶布置在旋转盘上用于感受气流相对总温，热电偶产生的电势差信号通过轴端安装的数据记录仪进行存储记录。旋转盘上的温度测点通过数据记录仪处引出的引线相连，热电偶参考端封装在记录仪腔体内。热电偶测温主要是通过测量测量端和参考端的温度差引起的电势差信号来测量温度，在参考端稳定的情况下，热电势信号的大小只与热电偶材料和测量端的温度有关，与热电偶的粗细和长短无关，同样，高转速造成的较大的离心力只会影响热电偶线所受到的载荷，不会影响热电偶测量电势差信号的大小，因此选择在静止条件下进行转静系统温度测量标定实验，实验中主要是利用温度扫描阀的测量信号对数据记录仪采集信号进行标定，利用保温瓶内的水浴充当温度信号源，数据记录仪上的热电偶与扫描阀上的热电偶同时放入水浴中，待测量信号稳定后将扫描阀的测量信号作为标准信号，对记录仪测得的信号进行修正，得到静止状态下的标定曲线，并利用电势差信号不受转动效应影响的原理将该标定曲线应用到转动实验数据处理当中。并且提出利用静止的总温探针对转动温度标定效果进行验证的方法。
本发明主要利用温度扫描阀、数据记录仪、K型热电偶以及保温瓶对转动件上的气流温度测量进行标定，由于旋转效应并不会影响热电偶测量时的电势差信号，提出在静止状态下利用保温水浴作为温度源，将经过更高精度装置标定的K型热电偶的测量信号作为标准信号标定数据记录仪的温度测量信号，得到标定曲线，进而提高旋转盘上气流温度的测量精度，标定实验能够将转动温度的测量误差控制在±1℃以内，所述的验证方法能够在转动状态下对标定的效果进行检验，验证结果见表1，精度达到±0.3℃，说明了标定的准确性。
表1测量差值与理论差值结果
Figure BDA0002638871610000051
与现有技术相比，本发明能够简便的对气体转动温度测量进行标定，并且通过提出的图4所示装置可对标定效果进行检验，本发明为航空发动机空气系统旋转盘腔流动传热实验，包括航空发动机预旋系统温降特性实验的转动温度测量提供标定与验证手段，保证转动温度的测量精度，进而为航空发动机内旋转盘腔相关系统设计提供数据支持。
附图说明
图1是温度标定实验装置示意图；
图2是涡轮盘上气流温度测量部件示意图；
图3是涡轮盘轴向视图；
图4是气体转动温度标定结果验证装置布置图；
图5是气体转动温度标定结果验证装置测点处局部放大图。
图6是本发明的流程图。
图中：1.数据记录仪；2.第一热电偶；3.温度扫描阀；4.保温瓶；5.涡轮盘；6.第二热电偶；7.转轴；8.相对总温测点；9.热电偶安装槽；10.绝对总温测点；11.静止机匣；12.基座。
具体实施方式
本实施例是一种气体转动温度标定和验证方法。
图1是温度标定实验装置示意图。所述温度标定装置包括数据记录仪1、温度扫描阀3、两个第一热电偶2、两个第二热电偶6和保温瓶4。其中，第一热电偶2和第二热电偶6均为K型热电偶，并且该第一热电偶2经过计量院的标定。所述保温瓶4的外表面包裹有保温层；该保温层采用厚度10mm的酚醛泡沫制成。数据记录仪1的两路温度测量通道与两个所述第二热电偶6的参考端分别连通；所述温度扫描阀3带有16路测量通道；其中两路温度测量通道与两个所述第一热电偶2的测量端连通。四个热电偶的测量端处于该保温瓶4内水浴中心处进行温度测量。
使用数据记录仪1采集水浴中心处温度信号，同时使用温度扫描阀3采集水浴中心处温度信号作为标定实验的温度基准信号。相同环境温度下数据记录仪1和温度扫描阀3对同一测点位置处温度的测量结果会有一定差异，利用温度扫描阀3的温度测量结果与数据记录仪的温度测量结果拟合出线性关系式。并通过所述的气体转动温度标定结果验证装置对结果进行验证。
标定与验证实验的具体方法步骤为：
步骤1：温度标定实验装置的安装
按照图1所示，将两根第二热电偶6的参考端与数据记录仪1的1号温度测量通道和2号温度测量通道相连接，将第一热电偶2的参考端和温度扫描阀3的1号温度测量通道和2号温度测量通道相连接，构成测量通路，将全部四根热电偶的测量端均放置在保温瓶4内的同一位置点，组成温度标定实验装置并放在水平操作台上。
步骤2：热电偶静止状态下的记录仪测量温度标定
在热电偶静止状态下向保温瓶4内加入热水，第一次加入的水温为76.24℃，加入量为500ml。通过温度扫描阀3的1号温度测量通道与2号温度测量通道测量保温瓶4内的水温。取得到的1号温度测量通道温度与2号温度测量通道温度的平均值作为第一次加水的标定温度。数据记录仪1记录得到所述第一次加水后的标定温度。
继续向所述保温瓶4内加入新水以降低该保温瓶内的水温，使当前水温降低10℃～20℃；所加入的新水的温度同室温，新水的加入量为100ml。重复所述通过温度扫描阀3测量保温瓶4内1号温度测量通道与2号温度测量通道的水温的过程；数据记录仪1记录得到第二次加水后的标定温度。
重复所述第二次加水、测量和记录的过程，分别得到第三至第五次加水后的标定温度。每次向保温瓶4内加入的新水的温度同室温，新水的加入量均为100ml。
经过四次加入新水过程，使标定过程中保温瓶内水温从76.24℃降低至23.82℃。
利用EXCEL软件对温度扫描阀3测量到的各温度和数据记录仪记录的各温度进行后处理。后处理中，所述温度扫描阀3测量到的各温度为因变量，数据记录仪1记录的各温度为自变量。对所述因变量和自变量进行公式拟合。
表2温度扫描阀3测量数据
1号温度测量通道/℃ 2号温度测量通道/℃ 两通道差值/℃ 均值/℃
23.72 23.92 -0.20 23.82
36.33 36.18 0.15 36.26
46.70 46.58 0.12 46.64
58.56 58.42 0.14 58.49
76.32 76.16 0.16 76.24
表2显示温度扫描阀3的1号温度测量通道和2号温度测量通道的测量结果相差很小，均在0.2℃以内，最终结果使用每次测量的1号温度测量通道和2号温度测量通道的均值作为标定实验基准温度。温度扫描阀3均值温度与数据记录仪1的实验测量温度结果见表3。
表3温度扫描阀3测量均值温度与数据记录仪1测量温度数据对比
Figure BDA0002638871610000071
Figure BDA0002638871610000081
得到数据记录仪1的1号温度测量通道的拟合关系式为：
y1＝1.06222x1-1.47066 (1)
同样得到数据记录仪1的2号温度测量通道的拟合关系式为：
y2＝1.03714x2-1.02793 (2)
公式(1)和(2)中的x1为数据记录仪1号通道得到的温度测量结果，x2为数据记录仪2号通道测量得到的温度测量结果；y1为数据记录仪1号通道标定后的温度测量结果，y2为数据记录仪2号通道标定后的温度测量结果；式中各常数均为拟合得到的关系式的系数。
经过标定的温度测量结果参见表4。数据记录仪标定后的测量结果比未标定时更加接近静止系统的测量结果，其与温度均值的偏差明显减小，在最低温度时偏差最大，为0.97％，在能够接受的误差范围内。
表4数据记录仪1温度标定结果
Figure BDA0002638871610000082
步骤3：热电偶转动状态下的气流转动温度标定结果验证
所述旋转盘上气流温度测量标定结果验证是在热电偶转动状态下进行。
所述转动状态下的热电偶是在第二热电偶6中任选一个。验证实验中转子包括涡轮盘5和转轴7。
涡轮盘5以过盈配合的方式安装在所述转轴7轴端的锥面上；在转轴7的另一端安装有数据记录仪1。任取一根所述第二热电偶6，并从保温瓶4中取出该第二热电偶重新布置；将该第二热电偶6安装在涡轮盘5上的热电偶安装槽9内，并在槽内填充密封胶进行紧固。所述热电偶安装槽9位于该涡轮盘表面，沿半径方向布置；该热电偶安装槽深度3.5mm，宽度3mm。将第二热电偶6的测量端布置在相对总温测点8处，所述相对总温测点8位于涡轮盘5外缘处的任一供气孔出口中心处。所述供气孔的中心线均平行于该涡轮盘的中心线；各所述供气孔的孔径均为8mm，参见图3。第二热电偶6的参考端穿过转轴7与所述数据记录仪1的温度测量通道相连接。
安装气体转动温度标定结果验证装置，包括所述转子，所述气流转动温度测量仪器，绝对总温测点10，静止机匣11以及基座12。
将安装有数据记录仪1和热电偶的转轴7水平布置。转轴安装有所述数据记录仪的一端与高速主轴电机的输出轴连接。
静止机匣11套装在所述涡轮盘5的外圆周上，并使该静止机匣的内圆周表面与该涡轮盘的外圆周表面之间有1mm的间隙；该静止机匣通过螺栓固定在基座12上。
在该静止机匣上的内表面安装有直径为7mm的总温探针，该总温探针内端端面有绝对总温测点10；所述总温探针的中心线平行于该静止机匣的中心线，并使该总温测点10与位于所述涡轮盘上的相对总温测点8相对应；总温探针的端面与相对总温测点8之间的轴向距离为4.5mm，以此保证绝对总温测点10和相对总温测点8之间气体不会受到传热和气流掺混的影响。通过该总温探针进行气流绝对总温测量。所述总温探针的外端通过密封胶紧固在静止机匣11上。
装置安装到位后进行标定结果验证实验：
标定结果验证实验时，涡轮盘5的转速分别设定为3000r/min，4200r/min，5400r/min，6600r/min，7200r/min，8100r/min和9000r/min。涡轮盘5分别以设定的转速依次旋转并测量各旋转速度下绝对总温测点10处气流的绝对总温T*和相对总温测点8处气流的相对总温
Figure BDA0002638871610000091
每次变动转速后测量时间小于2min。具体是：
涡轮盘5以3000r/min的转速旋转，通过数据记录仪1测量相对总温测点8处气流的相对总温
Figure BDA0002638871610000092
并记录得到的测量数据，通过温度扫描阀3测量绝对总温测点10处气流的绝对总温T*并记录得到的测量数据；在各转速的测量时间均小于2min。
涡轮盘继续以设定的4200r/min的转速旋转，重复所述数据记录仪测量并记录得到相对总温测点8处气流的相对总温
Figure BDA0002638871610000093
的过程和温度扫描阀测量并记录绝对总温测点10处气流的绝对总温T*的过程，得到4200r/min转速下的测量数据。
重复所述数据记录仪测量并记录得到的相对总温测点8处气流的相对总温
Figure BDA0002638871610000094
的过程和温度扫描阀测量并记录绝对总温测点10处气流的绝对总温T*的过程，依次得到5400r/min，6600r/min，7200r/min，8100r/min和9000r/min转速下的各个测量数据。
分别计算得到的各个转速下的气流绝对总温T*与相对总温
Figure BDA0002638871610000095
的差值；该差值即为测量差值ΔTexp。
通过公式(3)确定绝对总温T*与相对总温
Figure BDA0002638871610000096
的理论差值：
Figure BDA0002638871610000101
公式(3)中，ΔTcal为理论差值，ω为转动角速度，r为相对总温测点8位置处半径，Cp为定压比热容。
比较测量差值ΔTexp与计算得到的理论差值ΔTcal；若所述测量差值ΔTexp与理论差值ΔTcal的偏差均在0.5℃以内，转动温度测量系统的精度符合要求；若测量差值ΔTexp与理论差值ΔTcal的偏差大于等于0.5℃，则转动温度测量系统的精度不符合要求。

Claims (7)

1.一种旋转盘上气体转动温度标定及验证方法，其特征在于，
步骤1：温度标定实验装置的安装；
步骤2：热电偶静止状态下的记录仪测量温度标定：
在热电偶静止状态下向保温瓶内加入热水；通过温度扫描阀的1号温度测量通道与2号温度测量通道分别测量保温瓶内的水温；以取得到的1号温度测量通道温度与2号温度测量通道温度的平均值作为第一次加水的标定温度；数据记录仪记录得到所述第一次加水后的标定温度；
通过四次向该热水中加入新水，使标定过程中保温瓶内水温从76.24℃降低至23.82℃；每次加入新水后，通过所述通过温度扫描阀1号温度测量通道与2号温度测量通道分别测量保温瓶内的水温；以取得到的每次加入新水后1号温度测量通道温度与2号温度测量通道温度的平均值作为每次加水的标定温度；
利用EXCEL软件对温度扫描阀测量到的各温度和数据记录仪记录的各温度进行后处理；后处理中，所述温度扫描阀测量到的各温度为因变量，数据记录仪记录的各温度为自变量；对所述因变量和自变量进行公式拟合；
得到数据记录仪1号温度测量通道的拟合关系式为：
y1＝1.06222x1-1.47066 (1)
同样得到数据记录仪2号温度测量通道的拟合关系式为：
y2＝1.03714x2-1.02793 (2)
公式(1)和(2)中的x1为数据记录仪1号通道得到的温度测量结果，x2为数据记录仪2号通道测量得到的温度测量结果；y1为数据记录仪1号通道标定后的温度测量结果，y2为数据记录仪2号通道标定后的温度测量结果；式中各常数均为拟合得到的关系式的系数；
步骤3：热电偶转动状态下的气流转动温度标定结果验证：
所述旋转盘上气流温度测量标定结果验证是在热电偶转动状态下进行；
所述转动状态下的热电偶是在第二热电偶中任选一个；以涡轮盘和转轴作为验证实验中的转子；
安装气体转动温度标定结果验证装置，包括所述转子，所述气流转动温度测量仪器，绝对总温测点，静止机匣以及基座；
将安装有数据记录仪和热电偶的转轴水平布置；转轴安装有所述数据记录仪的一端与高速主轴电机的输出轴连接；
静止机匣套装在所述涡轮盘的外圆周上，并使该静止机匣的内圆周表面与该涡轮盘的外圆周表面之间有1mm的间隙；该静止机匣通过螺栓固定在基座上；
通过位于静止机匣内表面的总温探针进行气流绝对总温测量；该总温探针内端端面有绝对总温测点；并使该总温测点与位于所述涡轮盘上的相对总温测点相对应；
标定结果验证实验时，涡轮盘的转速分别设定为3000r/min，4200r/min，5400r/min，6600r/min，7200r/min，8100r/min和9000r/min；涡轮盘分别以设定的转速依次旋转并测量各旋转速度下绝对总温测点处气流的绝对总温T*和相对总温测点处气流的相对总温
Figure FDA0002638871600000021
每次变动转速后测量时间小于2min；具体是：
涡轮盘以3000r/min的转速旋转，通过数据记录仪测量相对总温测点处气流的相对总温
Figure FDA0002638871600000022
并记录得到的测量数据，通过温度扫描阀测量绝对总温测点处气流的绝对总温T*并记录得到的测量数据；在各转速的测量时间均小于2min；
涡轮盘继续以设定的4200r/min的转速旋转，重复所述数据记录仪测量并记录得到相对总温测点处气流的相对总温
Figure FDA0002638871600000023
的过程和温度扫描阀测量并记录绝对总温测点处气流的绝对总温T*的过程，得到4200r/min转速下的测量数据；
重复所述数据记录仪测量并记录得到的相对总温测点处气流的相对总温
Figure FDA0002638871600000024
的过程和温度扫描阀测量并记录绝对总温测点处气流的绝对总温T*的过程，依次得到5400r/min，6600r/min，7200r/min，8100r/min和9000r/min转速下的各个测量数据；分别计算得到的各个转速下的气流绝对总温T*与相对总温
Figure FDA0002638871600000025
的差值；该差值即为测量差值ΔTexp；
通过公式(3)确定绝对总温T*与相对总温
Figure FDA0002638871600000026
的理论差值：
Figure FDA0002638871600000027
公式(3)中，ΔTcal为理论差值，ω为转动角速度，r为相对总温测点位置处半径，Cp为定压比热容；
比较测量差值ΔTexp与计算得到的理论差值ΔTcal；若所述测量差值ΔTexp与理论差值ΔTcal的偏差均在0.5℃以内，转动温度测量系统的精度符合要求；若测量差值ΔTexp与理论差值ΔTcal的偏差大于等于0.5℃，则转动温度测量系统的精度不符合要求。
2.如权利要求1所述旋转盘上气体转动温度标定及验证方法，其特征在于，所述温度标定装置包括数据记录仪、温度扫描阀、两个第一热电偶、两个第二热电偶和保温瓶；所述保温瓶的外表面包裹有保温层；数据记录仪的两路温度测量通道与两个所述第二热电偶的参考端分别连通；所述温度扫描阀的两路温度测量通道与两个所述第一热电偶的测量端连通；四个热电偶的测量端处于该保温瓶内水浴中心处进行温度测量；
在安装所述温度标定实验装置时，将两个第二热电偶的参考端与数据记录仪的1号温度测量通道和2号温度测量通道相连接，将第一热电偶的参考端和温度扫描阀的1号温度测量通道和2号温度测量通道相连接，构成测量通路，将全部四根热电偶的测量端均放置在保温瓶内的同一位置点，组成温度标定实验装置并放在水平操作台上。
3.如权利要求1所述旋转盘上气体转动温度标定及验证方法，其特征在于，所述向保温瓶内加入的热水的水温为76.24℃，加入量为500ml。
4.如权利要求1所述旋转盘上气体转动温度标定及验证方法，其特征在于，所述四次向该保温瓶内加入的新水的加入量为100ml，所加入的新水的温度同室温，通过加入的新水使保温瓶内的当前水温降低10℃～20℃。
5.如权利要求1所述旋转盘上气体转动温度标定及验证方法，其特征在于，所述总温探针的直径为7mm；该总温探针的中心线平行于该静止机匣的中心线；总温探针的端面与相对总温测点之间的轴向距离为4.5mm。
6.如权利要求1所述旋转盘上气体转动温度标定及验证方法，其特征在于，涡轮盘以过盈配合的方式安装在所述转轴轴端的锥面上；在转轴的另一端安装有数据记录仪；任取一根经过标定的所述第二热电偶，并从保温瓶中取出该第二热电偶重新布置；通过密封胶将该第二热电偶固封在涡轮盘上的热电偶安装槽内；将第二热电偶的测量端布置在相对总温测点处，所述相对总温测点位于涡轮盘外缘处的任一供气孔出口中心处；第二热电偶的参考端穿过转轴与所述数据记录仪的温度测量通道相连接。
7.如权利要求6所述旋转盘上气体转动温度标定及验证方法，其特征在于，所述热电偶安装槽位于该涡轮盘表面，沿半径方向布置；所述供气孔的中心线均平行于该涡轮盘的中心线；各所述供气孔的孔径均为8mm。
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