CN113188804A - 回流燃烧室试验件、回流燃烧室的流场测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回流燃烧室试验件、回流燃烧室的流场测量装置，所述回流燃烧室试验件的燃烧室按照回流燃烧室的实际结构进行1:1尺寸设计，真实地模拟了回流燃烧室内部的流动特征。并且，在燃烧室的两个侧面、顶面和尾部均开设有小孔，便于进行内部流场测量光路的灵活布置，无需对试验件进行大面积开窗，保留了回流燃烧室原有的细节结构，可以实现内部多个位置截面的流场测量，显著提高了回流燃烧室内部流场的测量能力，可以准确获取回流燃烧室内部的真实流动特性。

Description

回流燃烧室试验件、回流燃烧室的流场测量装置

技术领域

本发明涉及燃烧室内流场测量技术领域，特别地，涉及一种回流燃烧室试验件，另外，还特别涉及一种回流燃烧室的流场测量装置。

背景技术

航空发动机燃烧室内部的受限空间流场至关重要，通常在很大程度上决定着头部燃油雾化与掺混、燃烧组织、出口温度分布等诸多方面，因此在航空发动机燃烧室研制过程中经常需要进行内部流场测量。由于航空发动机燃烧室结构复杂，内部空间狭小使得其内部流场测量变得极其困难。早期人们运用皮托管或热线热膜仪对流场进行测量，但是它们属于接触式的单点测量，对流场有很大干扰并且测量精度不高。后来发展了激光测量方法，如激光多普勒测速仪(Laser Doppler Velocimetry，简称LDV)、相位多普勒粒子分析仪(Phase Doppler Particle Analyzer，简称PDPA)等，实现了非接触式测量，对流场没有干扰并且测量精度也获得了极大的提高，但是他们仍然是单点测量，对于航空发动机燃烧室内部的强湍流流场而言，单点测量还存在很大的不足和缺陷，无法获得其内部的实际流动特征。随着计算机技术、激光技术、图像处理技术的快速发展，粒子图像测速技术(ParticleImage Velocimetry，简称PIV)应运而生，它能够实现非接触、瞬态、全场流场的测量，并逐渐成为航空发动机燃烧室内部流场测量的主要手段。其测量原理是在待测流场中撒入气流跟随性良好的示踪粒子(通常粒径为1μm～2μm)，用双脉冲片状激光在很短的时间内(通常为μs量级)连续两次照亮待测流场，同时用双帧双曝光相机从垂直于片光方向记录两次粒子位置图片，通过互相关计算处理获得整个平面内示踪粒子的速度场，然后再用示踪粒子的速度代表相应位置处空气流场的速度。

考虑到航空发动机燃烧室结构的复杂性，直接将PIV技术应用于其内部流场测量还存在一些技术难题，无法实现较好的光路布置，为了保证测量光路的畅通，许多学者在测量时将其简化成直流燃烧室，并在简化后试验件上进行大面积开窗和细节结构简化，以确保测量时光路的畅通与合理布置。

但是，由于回流燃烧室的结构复杂、空间狭小，且存在回流结构等原因无法对试验件开窗，使得内部测量光路极其受限，根本无法实现其内部流场测量。并且还破坏了回流燃烧室原有的细节结构，无法获得真实的流动特性。此外，以往的示踪粒子掺混不够均匀，且采用常规PIV开窗测量也只能获得测量视场较较小且分辨率很低的测量结果。

发明内容

本发明提供了一种回流燃烧室试验件、回流燃烧室的流场测量装置，以解决现有采用常规的PIV技术无法对回流燃烧室内部流场进行准确测量的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种回流燃烧室试验件，用于安装在流场测量装置的气流输出端上，以模拟真实回流燃烧室进行流场测量试验，所述回流燃烧室试验件包括依次连接的进气段、燃烧室和排气段，所述进气段用于与流场测量装置的气流输出端连接以将气流引入所述燃烧室内，所述燃烧室按照回流燃烧室的实际结构进行1:1尺寸设计，所述排气段用于将所述燃烧室内的气流排向外界，所述燃烧室的两个侧面、顶面和尾部均开设有小孔，用于进行内部流场测量光路布置。

进一步地，所述进气段上设置有多路进气孔，进气孔的数量与流场测量装置的气流输出端上出气孔的数量保持一致。

进一步地，燃烧室的机匣上设置有测压座，以便于测量燃烧室入口端的气流压力。

另外，本发明还提供一种回流燃烧室的流场测量装置，用于对如上所述的回流燃烧室试验件进行内部流场测量，以模拟获得真实回流燃烧室内的流动特性；

所述流场测量装置包括内窥式PIV测量系统、示踪粒子混合器和供气系统，所述内窥式PIV测量系统包括计算机、同步控制器、激光器、导光臂、激光内窥镜、相机、相机内窥镜和示踪粒子发生器，所述计算机与同步控制器相连，所述同步控制器分别与激光器、相机相连，所述导光臂分别与激光内窥镜、激光器连接，所述相机内窥镜与相机连接，所述示踪粒子混合器分别与示踪粒子发生器、供气系统、回流燃烧室试验件连接；

所述示踪粒子发生器发射出的示踪粒子流与所述供气系统提供的压缩气体流通入到所述示踪粒子混合器中，经过均匀掺混后通入到回流燃烧室试验件内，所述激光内窥镜和相机内窥镜分别从所述燃烧室上的任意两个小孔处伸入所述燃烧室内进行内部流场测量，以模拟获得真实回流燃烧室内的流动特性。

进一步地，所述示踪粒子混合器为六面体结构，其前后两个相互平行的面上相对布置有压缩气体进气孔和示踪粒子气流进气口，所述压缩气体进气孔通过管路与所述供气系统连通，所述示踪粒子气流进气口通过管路与所述示踪粒子发生器连通，其左右两个侧面、顶面以及底面上均开设有一个混合气流出气孔和四个掺混孔，多个掺混孔通过软管相互交错连通，所述混合气流出气孔通过管路与回流燃烧室试验件连通。

进一步地，所述流场测量装置还包括安装在小孔处并用于与所述激光内窥镜或相机内窥镜配合的外套螺母式转接头，所述外套螺母式转接头包括第一转接头、第一外套螺母和第一密封圈，所述第一转接头的一端伸入所述小孔内并与孔壁螺纹配合，所述第一外套螺母套设在第一转接头的另一端上并与其螺纹配合，且所述第一转接头靠近所述第一外套螺母的端面上开设有第一凹槽，所述第一密封圈收纳在该第一凹槽内，所述外套螺母式转接头上开设有贯穿第一转接头和第一外套螺母的第一中心孔，所述激光内窥镜或相机内窥镜穿过第一中心孔和第一密封圈后伸入燃烧室内。

进一步地，当所述激光内窥镜和相机内窥镜的外径尺寸不同时，所述流场测量装置还包括安装在小孔处并用于与所述激光内窥镜或相机内窥镜配合的互换式转接头，所述互换式转接头包括第二转接头、第二外套螺母、第二密封圈、第三外套螺母和第三密封圈，所述第二转接头的一端伸入所述小孔内并与孔壁螺纹配合，所述第二外套螺母套设在第二转接头的另一端上并与其螺纹配合，所述第二外套螺母带有一凸台，所述第三外套螺母套设在凸台上并与其螺纹配合，所述第二转接头靠近所述第二外套螺母的端面上开设有第二凹槽，所述第二密封圈收纳在该第二凹槽内，所述凸台靠近所述第三外套螺母的端面上也开设有第三凹槽，所述第三密封圈收纳在该第三凹槽内，所述互换式转接头上开设有贯穿所述第二转接头的第二中心孔以及贯穿所述第二外套螺母和第三外套螺母的第三中心孔，所述第二中心孔与所述第三中心孔同轴设置，所述第二中心孔的孔径与激光内窥镜的外径尺寸相适配，所述第三中心孔的孔径与相机内窥镜的外径尺寸相适配，或者所述第二中心孔的孔径与相机内窥镜的外径尺寸相适配，所述第三中心孔的孔径与激光内窥镜的外径尺寸相适配。

进一步地，在所述燃烧室的顶面和尾部的小孔处，机匣上的小孔和火焰筒上的小孔之间还设置有一个圆管通道。

进一步地，当所述激光内窥镜或者相机内窥镜具有光路传输90°转角功能时，所述激光内窥镜和相机内窥镜同时从燃烧室一侧面上的两个小孔处伸入燃烧室内，两个小孔的高度一致，且两个小孔之间的水平距离在预设距离阈值以上。

进一步地，所述燃烧室的侧板为可拆卸式结构。

本发明具有以下效果：

本发明的回流燃烧室试验件，其燃烧室按照回流燃烧室的实际结构进行1:1尺寸设计，真实地模拟了回流燃烧室内部的流动特征。并且，在燃烧室的两个侧面、顶面和尾部均开设有小孔，便于进行内部流场测量光路的灵活布置，无需对试验件进行大面积开窗，保留了回流燃烧室原有的细节结构，可以实现内部多个位置截面的流场测量，显著提高了回流燃烧室内部流场的测量能力，可以准确获取回流燃烧室内部的真实流动特性。

另外，本发明的流场测量装置，通过将内窥技术与PIV技术相结合，组成了内窥式PIV测量技术，并将其应用到回流燃烧室内部受限空间流场测量研究中，利用内窥技术突破了PIV测量技术在受限空间的光路限制，大大降低了回流燃烧室内部流场测量时的光路要求，无需对回流燃烧室试验件进行简化和大面积开窗，可以尽量少改动甚至不改动试验件原有的结构，实现了真实条件下非接触、瞬态、全场流场的测量。并且，基于内窥式PIV测量技术还可以获得更大的测量视场，分辨率更高，测量结果的准确度也更高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的回流燃烧室试验件的结构示意图。

图2是本发明优选实施例的回流燃烧室试验件的燃烧室的结构示意图。

图3是本发明另一实施例的回流燃烧室的流场测量装置的结构布置示意图。

图4是本发明另一实施例的示踪粒子混合器的结构示意图。

图5是本发明另一实施例的外套螺母式转接头的剖面结构示意图。

图6是本发明另一实施例的互换式转接头的剖面结构示意图。

附图标记说明

1、计算机；2、同步控制器；3、激光器；4、导光臂；5、激光内窥镜；6、相机内窥镜；7、相机；8、示踪粒子混合器；9、示踪粒子发生器；10、回流燃烧室试验件；11、供气系统；12、外套螺母式转接头；13、互换式转接头；101、进气段；1011、进气孔；102、燃烧室；103、排气段；104、小孔；105、圆管通道；1021、机匣；1022、火焰筒；1023、扩压段；1024、涡流器；1025、导流板；1026、侧板；1027、大弯管；1028、小弯管；1029、测压座；81、压缩气体进气孔；82、掺混孔；83、混合气流出气孔；121、第一转接头；122、第一外套螺母；123、第一密封圈；124、第一中心孔；131、第二转接头；132、第二外套螺母；1321、凸台；133、第二密封圈；134、第三外套螺母；135、第三密封圈；136、第二中心孔；137、第三中心孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1和图2所示，本发明的优选实施例提供一种回流燃烧室试验件10，用于安装在流场测量装置的气流输出端上，以模拟真实回流燃烧室进行流场测量试验，所述回流燃烧室试验件10包括依次连接的进气段101、燃烧室102和排气段103，即所述燃烧室102的进气端与所述进气段101连接，所述燃烧室102的排气端与所述排气段103连接。所述进气段101用于与流场测量装置的气流输出端连接以将气流引入所述燃烧室102内，所述燃烧室102按照回流燃烧室的实际结构进行1:1尺寸设计，所述排气段103用于将所述燃烧室102内的气流排向外界。流场测量装置输出的携带有示踪粒子的掺混气流从进气段101通入，在燃烧室102内流通后从排气段103排往外界，由于燃烧室102采用现有回流燃烧室的实际结构进行了1:1尺寸设计，真实地模拟了回流燃烧室内部的流动特征，可以获得真实流动特性。所述燃烧室102的两个侧面、顶面和尾部均开设有小孔104，用于进行内部流场测量光路的灵活布置，可以实现内部多个位置截面的流场测量，可显著提高燃烧室内部流场的测量能力，获取燃烧室内部的真实流动特性。

可以理解，本实施例的回流燃烧室试验件10，其燃烧室102按照回流燃烧室的实际结构进行1:1尺寸设计，真实地模拟了回流燃烧室内部的流动特征。并且，在燃烧室102的两个侧面、顶面和尾部均开设有小孔104，便于进行内部流场测量光路的灵活布置，无需对试验件进行大面积开窗，保留了回流燃烧室原有的细节结构，可以实现内部多个位置截面的流场测量，显著提高了回流燃烧室内部流场的测量能力，可以准确获取回流燃烧室内部的真实流动特性。

其中，所述进气段101上设置有多路进气孔1011，进气孔1011的数量与流场测量装置的气流输出端上出气孔的数量保持一致。多路供气的方式既可以确保气流分布均匀，而且可以保证气流中示踪粒子分布均匀，便于调节和控制气流的均匀度，确保了流场测量的准确性。并且，考虑到安装的简便性，并避免由于混合气流在流动过程中产生分离和较大的压力损失而给示踪粒子流动带来不利影响，所述进气段101设计为圆弧流线型结构。另外，所述进气段101的内部流道还与燃烧室102的入口段的流道尺寸一致，防止气流突变。此外，在进气孔1011处配装有标准快换接头，以便于调整进气孔1011的数量，同时，进气段101的拆装也更加方便快捷。

所述燃烧室102的入口段设计有扩压段1023，严格按照实际尺寸设计，保证燃烧室102的入口气流与实际流动情况一致。在扩压段1023后端的机匣1021上设计有一个测压座1029，用于测量燃烧室102的入口段的气流压力。另外，燃烧室102的火焰筒1022也是严格按照实际结构进行1:1尺寸设计，其包括主燃孔、掺混孔、冷却孔及各种弧度尺寸等。而燃烧室102的头部则主要由涡流器1024、导流板1025等组成，火焰筒1022的大弯管1027和小弯管1028的后端与排气段103的前端相连接。可以理解，所述燃烧室102的结构尺寸设计与回流燃烧室的实际结构尺寸完全一致，故具体结构在此不再赘述。

结合图1至图4所示，本发明的另一实施例还提供一种回流燃烧室的流场测量装置，用于对上述优选实施例的回流燃烧室试验件10进行内部流场测量，以模拟获得真实回流燃烧室内的流动特性。所述流场测量装置包括内窥式PIV测量系统、示踪粒子混合器8和供气系统11，所述内窥式PIV测量系统包括计算机1、同步控制器2、激光器3、导光臂4、激光内窥镜5、相机7、相机内窥镜6和示踪粒子发生器9，所述计算机1与同步控制器2相连，所述同步控制器2分别与激光器3、相机7相连，所述导光臂4分别与激光内窥镜5、激光器3连接，所述相机内窥镜6与相机7连接，所述示踪粒子混合器8分别与示踪粒子发生器9、供气系统11、回流燃烧室试验件10连接。所述激光内窥镜5和相机内窥镜6分别从所述燃烧室102上的任意两个小孔104处伸入所述燃烧室102内进行内部流场测量，以模拟获得真实回流燃烧室内的流动特性。

可以理解，本发明的流场测量装置的工作过程为：所述计算机1通过同步控制器2控制至少两台激光器3同时发出激光，至少两道激光经导光臂4后转化为片状激光，经由激光内窥镜5传输至回流燃烧室试验件10内。同时，所述示踪粒子发生器9发射出的示踪粒子流与所述供气系统11提供的压缩气体流通入到所述示踪粒子混合器8中，经过均匀掺混后通入到回流燃烧室试验件10内。所述同步控制器2控制相机7通过相机内窥镜6记录两张粒子图像，然后进行互相关计算处理后获得整个示踪粒子的速度场，最后用示踪粒子的速度代表相应位置处空气流场的速度，从而得到回流燃烧室试验件10内的流动特性。其中，具体的互相关计算过程属于常规PIV技术，故在此不再赘述。

可以理解，本实施例的流场测量装置，通过将内窥技术与PIV技术相结合，组成了内窥式PIV测量技术，并将其应用到回流燃烧室内部受限空间流场测量研究中，利用内窥技术突破了PIV测量技术在受限空间的光路限制，大大降低了回流燃烧室内部流场测量时的光路要求，无需对回流燃烧室试验件10进行简化和大面积开窗，可以尽量少改动甚至不改动试验件原有的结构，实现了真实条件下非接触、瞬态、全场流场的测量。并且，基于内窥式PIV测量技术还可以获得更大的测量视场，分辨率更高，测量结果的准确度也更高。

可以理解，本发明的内窥式PIV技术与常规的PIV技术不同，其对于待测流场中撒播的示踪粒子浓度及其浓度分布均匀性要求较高，因此，需要在示踪粒子从示踪粒子发生器9产生以后且在进入回流燃烧室试验件10之前对其进行充分掺混，而本发明则是通过示踪粒子混合器8实现了示踪粒子的均匀掺混。所述示踪粒子混合器8为一六面体结构，其前后两个相互平行的面上相对布置有压缩气体进气孔81和示踪粒子气流进气口(图未示)，所述压缩气体进气孔81通过管路与所述供气系统11连通，所述示踪粒子气流进气口通过管路与所述示踪粒子发生器9连通，其左右两个侧面、顶面以及底面上均开设有一个混合气流出气孔83和四个掺混孔82，多个掺混孔82通过软管相互交错连通，所述混合气流出气孔83则通过管路与回流燃烧室试验件10连通。其中，压缩气体进气孔81与示踪粒子气流进气孔在前后两个相互平行的面上相对布置，试验时，所述供气系统11输送的压缩空气射流与所述示踪粒子发生器9输送的示踪粒子射流同轴对冲，以实现最大程度的示踪粒子掺混。另外，这些掺混孔82通过软管相互交错联通，可促使内部无法实现较好掺混的气流死角等区域在压差作用下相互流通，进一步掺混示踪粒子。示踪粒子掺混均匀后的混合气流经过四个混合气流出气孔83流出示踪粒子混合器8并进入回流燃烧室试验件10内。其中，所述回流燃烧室试验件10的进气段101上的进气孔1011的数量为四个，分别对应示踪粒子混合器8上的四个混合气流出气孔83。另外，所述示踪粒子混合器8还具有体积小和能够提供多路供气的优点。

可以理解，当在燃烧室102的侧面开设小孔104时，内窥镜伸入燃烧室102内部只需穿过一层壁面(即燃烧室102的侧板1026)，而当内窥镜从燃烧室102的顶面或尾部上的小孔104处伸入燃烧室102内部时则需要穿过两层壁面(即机匣1021和火焰筒1022)。

其中，当内窥镜穿过壁面时，如何保证内窥镜具有有效固定、具有不同插入深度以及小孔104与内窥镜硬管之间有效密封是测量的难点所在。为此，本发明设计了一种外套螺母式转接头12来实现内窥镜的不同插入深度和有效固定，并配合采用O型密封圈来解决密封难题。具体地，结合图2和图5所示，所述流场测量装置还包括安装在小孔104处并用于与所述激光内窥镜5或相机内窥镜6配合的外套螺母式转接头12，所述外套螺母式转接头12包括第一转接头121、第一外套螺母122和第一密封圈123，所述第一转接头121的一端伸入所述小孔104内并与孔壁螺纹配合，所述第一外套螺母122套设在第一转接头121的另一端上并与其螺纹配合，且所述第一转接头121靠近所述第一外套螺母122的端面上开设有第一凹槽，所述第一密封圈123收纳在该第一凹槽内，可以理解，所述第一密封圈123的厚度要大于第一凹槽的深度。所述外套螺母式转接头12上开设有贯穿第一转接头121和第一外套螺母122的第一中心孔124，所述激光内窥镜5或相机内窥镜6穿过第一中心孔124和第一密封圈123后伸入燃烧室102内。当将所述第一外套螺母122拧紧在所述第一转接头121上时，所述第一密封圈123受压变形，第一密封圈123的内孔孔径缩小，以对所述激光内窥镜5或相机内窥镜6进行固定和密封。其中，所述第一中心孔124与所述激光内窥镜5或相机内窥镜6间隙配合，第一密封圈123与内窥镜硬管之间的间隙为0.1mm～0.5mm，以便于调整内窥镜硬管的插入深度。此时，所述激光内窥镜5和相机内窥镜6的外径尺寸相同。

在试验时，首先将第一转接头121通过螺纹与小孔104的壁面连接，然后将内窥镜硬管穿过第一中心孔124并选取合适的插入深度，通过拧紧第一外套螺母122来进行压紧固定，由于第一外套螺母122的挤压使第一密封圈123受压变形，可以对内窥镜硬管进行有效固定，同时，在小孔104与内窥镜硬管之间产生较好的气流密封效果。

可以理解，结合图2和图6所示，在本发明的另一具体实施方式中，当所述激光内窥镜5和相机内窥镜6的外径尺寸不同时，为了使激光内窥镜5和相机内窥镜6可互换位置以实现较多的内部截面测量，可以将所述外套螺母式转接头12替换成互换式转接头13。具体地，所述互换式转接头13包括第二转接头131、第二外套螺母132、第二密封圈133、第三外套螺母134和第三密封圈135，所述第二转接头131的一端伸入所述小孔104内并与孔壁螺纹配合，所述第二外套螺母132则套设在第二转接头131的另一端上并与其螺纹配合，所述第二外套螺母132带有一凸台1321，所述第三外套螺母134套设在凸台1321上并与其螺纹配合，所述第二转接头131靠近所述第二外套螺母132的端面上开设有第二凹槽，所述第二密封圈133收纳在该第二凹槽内，所述凸台1321靠近所述第三外套螺母134的端面上也开设有第三凹槽，所述第三密封圈135收纳在该第三凹槽内。所述互换式转接头13上开设有贯穿所述第二转接头131的第二中心孔136，以及贯穿所述第二外套螺母132和第三外套螺母134的第三中心孔137，所述第二中心孔136与所述第三中心孔137同轴设置，所述第二中心孔136的孔径与激光内窥镜5的外径尺寸相适配，所述第三中心孔137的孔径与相机内窥镜6的外径尺寸相适配，或者所述第二中心孔136的孔径与相机内窥镜6的外径尺寸相适配，所述第三中心孔137的孔径与激光内窥镜5的外径尺寸相适配。可以理解，所述互换式转接头13的固定和密封原理与所述外套螺母式转接头12相同，均是通过拧紧螺母挤压密封圈，从而实现内窥镜的固定和密封。

另外，当激光内窥镜5或相机内窥镜6从燃烧室102的尾部或顶面伸入火焰筒1022内部进行测量时，由于内窥镜需要穿过机匣1021和火焰筒1022两层壁面，则考虑若在两个壁面之上开设小孔104会出现无法保证同轴开孔、内窥镜有效固定以及小孔104与内窥镜硬管之间气流密封等问题。为了解决该问题，本发明在机匣1021与火焰筒1022上的两个小孔104之间设计一个圆管通道105。作为一种选择，该圆管通道105与机匣1021与火焰筒1022上的两个小孔104进行一体化设计，同时其外端与外套螺母式转接头12也进行一体化设计。圆管通道105内部即可供内窥镜硬管穿过，该方法能够很好地解决同轴开孔、内窥镜固定、及气流密封等难题。

另外，在本发明的另一具体实施方式中，当激光内窥镜5或相机内窥镜6具有光路传输90°转角功能时，可同时在燃烧室102的同一侧面上预设两个小孔104，分别用于激光内窥镜5和相机内窥镜6伸入燃烧室102内部。并且，保证两个小孔104的轴线处于同一水平面上，即保持高度一致，同时水平方向保持一定距离，该距离需保证两者不会相互干涉，即两个小孔104之间的水平距离在预设距离阈值以上。此外，将燃烧室102的侧板1026设计成可拆卸式结构，例如侧板1026与回流燃烧室试验件10通过螺纹连接，通过更换具有不同水平间距小孔104的侧板1026，可方便快捷地实现其内部更多不同位置的截面流场测量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种回流燃烧室试验件，用于安装在流场测量装置的气流输出端上，以模拟真实回流燃烧室进行流场测量试验，其特征在于，所述回流燃烧室试验件包括依次连接的进气段(101)、燃烧室(102)和排气段(103)，所述进气段(101)用于与流场测量装置的气流输出端连接以将气流引入所述燃烧室(102)内，所述燃烧室(102)按照回流燃烧室的实际结构进行1:1尺寸设计，所述排气段(103)用于将所述燃烧室(102)内的气流排向外界，所述燃烧室(102)的两个侧面、顶面和尾部均开设有小孔(104)，用于进行内部流场测量光路的灵活布置。

2.如权利要求1所述的回流燃烧室试验件，其特征在于，所述进气段(101)上设置有多路进气孔(1011)，进气孔(1011)的数量与流场测量装置的气流输出端上出气孔的数量保持一致。

3.如权利要求1所述的回流燃烧室试验件，其特征在于，燃烧室(102)的机匣(1021)上设置有测压座(1029)，以便于测量燃烧室(102)入口端的气流压力。

4.一种回流燃烧室的流场测量装置，其特征在于，用于对如权利要求1～3任一项所述的回流燃烧室试验件(10)进行内部流场测量，以模拟获得真实回流燃烧室内的流动特性；

所述流场测量装置包括内窥式PIV测量系统、示踪粒子混合器(8)和供气系统(11)，所述内窥式PIV测量系统包括计算机(1)、同步控制器(2)、激光器(3)、导光臂(4)、激光内窥镜(5)、相机(7)、相机内窥镜(6)和示踪粒子发生器(9)，所述计算机(1)与同步控制器(2)相连，所述同步控制器(2)分别与激光器(3)、相机(7)相连，所述导光臂(4)分别与激光内窥镜(5)、激光器(3)连接，所述相机内窥镜(6)与相机(7)连接，所述示踪粒子混合器(8)分别与示踪粒子发生器(9)、供气系统(11)、回流燃烧室试验件(10)连接；

所述示踪粒子发生器(9)发射出的示踪粒子流与所述供气系统(11)提供的压缩气体流通入到所述示踪粒子混合器(8)中，经过均匀掺混后通入到回流燃烧室试验件(10)内，所述激光内窥镜(5)和相机内窥镜(6)分别从燃烧室(102)上的任意两个小孔(104)处伸入所述燃烧室(102)内进行内部流场测量，以模拟获得真实回流燃烧室内的流动特性。

5.如权利要求4所述的回流燃烧室的流场测量装置，其特征在于，所述示踪粒子混合器(8)为六面体结构，其前后两个相互平行的面上相对布置有压缩气体进气孔(81)和示踪粒子气流进气口，所述压缩气体进气孔(81)通过管路与所述供气系统(11)连通，所述示踪粒子气流进气口通过管路与所述示踪粒子发生器(9)连通，其左右两个侧面、顶面以及底面上均开设有一个混合气流出气孔(83)和四个掺混孔(82)，多个掺混孔(82)通过软管相互交错连通，所述混合气流出气孔(83)通过管路与回流燃烧室试验件(10)连通。

6.如权利要求4所述的回流燃烧室的流场测量装置，其特征在于，所述流场测量装置还包括安装在小孔(104)处并用于与所述激光内窥镜(5)或相机内窥镜(6)配合的外套螺母式转接头(12)，所述外套螺母式转接头(12)包括第一转接头(121)、第一外套螺母(122)和第一密封圈(123)，所述第一转接头(121)的一端伸入所述小孔(104)内并与孔壁螺纹配合，所述第一外套螺母(122)套设在第一转接头(121)的另一端上并与其螺纹配合，且所述第一转接头(121)靠近所述第一外套螺母(122)的端面上开设有第一凹槽，所述第一密封圈(123)收纳在该第一凹槽内，所述外套螺母式转接头(12)上开设有贯穿第一转接头(121)和第一外套螺母(122)的第一中心孔(124)，所述激光内窥镜(5)或相机内窥镜(6)穿过第一中心孔(124)和第一密封圈(123)后伸入燃烧室(102)内。

7.如权利要求4所述的回流燃烧室的流场测量装置，其特征在于，当所述激光内窥镜(5)和相机内窥镜(6)的外径尺寸不同时，所述流场测量装置还包括安装在小孔(104)处并用于与所述激光内窥镜(5)或相机内窥镜(6)配合的互换式转接头(13)，所述互换式转接头(13)包括第二转接头(131)、第二外套螺母(132)、第二密封圈(133)、第三外套螺母(134)和第三密封圈(135)，所述第二转接头(131)的一端伸入所述小孔(104)内并与孔壁螺纹配合，所述第二外套螺母(132)套设在第二转接头(131)的另一端上并与其螺纹配合，所述第二外套螺母(132)带有一凸台(1321)，所述第三外套螺母(134)套设在凸台(1321)上并与其螺纹配合，所述第二转接头(131)靠近所述第二外套螺母(132)的端面上开设有第二凹槽，所述第二密封圈(133)收纳在该第二凹槽内，所述凸台(1321)靠近所述第三外套螺母(134)的端面上也开设有第三凹槽，所述第三密封圈(135)收纳在该第三凹槽内，所述互换式转接头(13)上开设有贯穿所述第二转接头(131)的第二中心孔(136)以及贯穿所述第二外套螺母(132)和第三外套螺母(134)的第三中心孔(137)，所述第二中心孔(136)与所述第三中心孔(137)同轴设置，所述第二中心孔(136)的孔径与激光内窥镜(5)的外径尺寸相适配，所述第三中心孔(137)的孔径与相机内窥镜(6)的外径尺寸相适配，或者所述第二中心孔(136)的孔径与相机内窥镜(6)的外径尺寸相适配，所述第三中心孔(137)的孔径与激光内窥镜(5)的外径尺寸相适配。

8.如权利要求4所述的回流燃烧室的流场测量装置，其特征在于，在所述燃烧室(102)的顶面和尾部的小孔(104)处，机匣(1021)上的小孔(104)和火焰筒(1022)上的小孔(104)之间还设置有一个圆管通道(105)。

9.如权利要求4所述的回流燃烧室的流场测量装置，其特征在于，当所述激光内窥镜(5)或者相机内窥镜(6)具有光路传输90°转角功能时，所述激光内窥镜(5)和相机内窥镜(6)同时从燃烧室(102)一侧面上的两个小孔(104)处伸入燃烧室(102)内，两个小孔(104)的高度一致，且两个小孔(104)之间的水平距离在预设距离阈值以上。

10.如权利要求9所述的回流燃烧室的流场测量装置，其特征在于，所述燃烧室(102)的侧板(1026)为可拆卸式结构。

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