CN114235328A - 一种含有水相气流场总温测量方法 - Google Patents

一种含有水相气流场总温测量方法 Download PDF

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Abstract

本申请属于含有水相气流场总温测量技术领域，具体涉及一种含有水相气流场总温测量方法，包括：改变不含有水相气流场的马赫数Ma、总温Tstd，以总温耙探头背对来流的形式测量不含有水相气流场的总温Tc，构建修正公式Tstd/Tck＝f(Tc/Tck,Ma)，其中，Tck为无量纲化参考温度；测量含有水相气流场的马赫数Ma，以及，以总温耙探头背对来流的形式测量含有水相气流场总温Tc，基于修正公式Tstd/Tck＝f(Tc/Tck,Ma)，计算得到含有水相气流场总温Tstd。

Description

一种含有水相气流场总温测量方法
技术领域
本申请属于含有水相气流场总温测量技术领域，具体涉及一种含有水相气流场总温测量方法。
背景技术
对航空发动机试验时，涉及到对航空发动机流道内总温测量，多是采用总温耙对航空发动机流道内总温进行测量，在发动机流道内含有水相时，为避免出现液滴附着在总温耙探头表面影响测量准确性的情形，多设计以总温耙探头背对来流的形式对航空发动机流道内总温进行测量，其后通过与不存在水相时拟合的修正公式进行修正得到航空发动机流道内总温。
当前，对以总温耙探头背对来流的形式对航空发动机流道内总温进行测量，以修正公式进行修正得到航空发动机流道内总温时仅考虑温度变化产生的影响，然而根据总温计算公式
Figure BDA0003383971000000011
总温Tt为静温Ts、动温v2/2Cp之和，其中，在掺入水相后气流速度v、定压比热容Cp不会发生明显变化，即动温不会发生明显变化，但静温Ts降低，会导致马赫数发生较大变化，修正公式基于温度梯度的变换进行修正，其中未考虑马赫数变化的影响，在某些情形下，得到的航空发动机流道内总温存在较大误差。
鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本申请的目的是提供一种含有水相气流场总温测量方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
本申请的技术方案是：
一种含有水相气流场总温测量方法，包括：
改变不含有水相气流场的马赫数Ma、总温Tstd，以总温耙探头背对来流的形式测量不含有水相气流场的总温Tc，构建修正公式Tstd/Tck＝f(Tc/Tck,Ma)，其中，Tck为无量纲化参考温度；
测量含有水相气流场的马赫数Ma，以及，以总温耙探头背对来流的形式测量含有水相气流场总温Tc，基于修正公式Tstd/Tck＝f(Tc/Tck,Ma)，计算得到含有水相气流场总温Tstd。
根据本申请的至少一个实施例，上述的含有水相气流场总温测量方法中，所述改变不含有水相气流场的马赫数Ma、总温Tstd，以总温耙探头背对来流的形式测量不含有水相气流场的总温Tc，具体为：
在热风洞中，改变不含有水相气流场的马赫数Ma、总温Tstd，以总温耙探头背对来流的形式测量不含有水相气流场的总温Tc。
根据本申请的至少一个实施例，上述的含有水相气流场总温测量方法中，所述测量含有水相气流场的马赫数Ma，具体为：
测量含有水相气流场的静压ps；
测量含有水相气流场的总压pt；
计算含有水相气流场的马赫数
Figure BDA0003383971000000021
其中，
k为含有水相气流场的绝热系数。
根据本申请的至少一个实施例，上述的含有水相气流场总温测量方法中，所述测量含有水相气流场的静压ps，具体为：
以静压受感部测量含有水相气流场的静压ps。
根据本申请的至少一个实施例，上述的含有水相气流场总温测量方法中，所述测量含有水相气流场的总压pt，具体为：
以总压耙测量含有水相气流场的总压pt。
附图说明
图1是本申请实施例提供的含有水相气流场总温测量方法的示意图；
图2是以本申请实施例提供的含有水相气流场总温测量方法、现有对含有水相气流场总温测量方法，对含有水相气流场总温测量误差的对比示意图；
图3是本申请实施例提供的发动机流道内含有水相时，对航空发动机流道内总温进行测量的示意图。
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其中描述位置关系的用语仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
为使本申请的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例，其仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示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，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。
下面结合附图1至图3对本申请做进一步详细说明。
一种含有水相气流场总温测量方法，包括：
改变不含有水相气流场的马赫数Ma、总温Tstd，以总温耙探头背对来流的形式测量不含有水相气流场的总温Tc，构建修正公式Tstd/Tck＝f(Tc/Tck,Ma)，其中，Tck为无量纲化参考温度；
测量含有水相气流场的马赫数Ma，以及，以总温耙探头背对来流的形式测量含有水相气流场总温Tc，基于修正公式Tstd/Tck＝f(Tc/Tck,Ma)，计算得到含有水相气流场总温Tstd。
对于上述实施例公开的含有水相气流场总温测量方法，领域内技术人员可以理解的是，其在构建修正公式时，考虑马赫数因素的影响，基于此，可实现对含有水相气流场总温的准确测量，且引入无量纲化参考温度Tck，对Tstd、Tc进行无量纲化，使Tstd/Tck、Tc/Tck与Ma相近，以便于拟合，提高计算精度。
在一些可选的实施例中，上述的含有水相气流场总温测量方法中，所述改变不含有水相气流场的马赫数Ma、总温Tstd，以总温耙探头背对来流的形式测量不含有水相气流场的总温Tc，具体为：
在热风洞中，改变不含有水相气流场的马赫数Ma、总温Tstd，以总温耙探头背对来流的形式测量不含有水相气流场的总温Tc。
在一些可选的实施例中，上述的含有水相气流场总温测量方法中，所述测量含有水相气流场的马赫数Ma，具体为：
测量含有水相气流场的静压ps；
测量含有水相气流场的总压pt；
计算含有水相气流场的马赫数
Figure BDA0003383971000000051
其中，
k为含有水相气流场的绝热系数。
在一些可选的实施例中，上述的含有水相气流场总温测量方法中，所述测量含有水相气流场的静压ps，具体为：
以静压受感部测量含有水相气流场的静压ps。
在一些可选的实施例中，上述的含有水相气流场总温测量方法中，所述测量含有水相气流场的总压pt，具体为：
以总压耙测量含有水相气流场的总压pt。
在一个对比试验中，分别以现有含有水相气流场总温测量方法、本申请实施例提供的含有水相气流场总温测量方法，对含有水相气流场的总温进行测量，测量结果与实际误差对比如图2所示，从中可见，以本申请实施例提供的含有水相气流场总温测量方法，对含有水相气流场的总温进行测量，测量结果误差较小，具有较高的准确性。
在一个具体的实施例中，航空发动机流道内总温为310℃，掺入水相后预期总温会降低至108℃，马赫数变化范围为0.2-0.5，以本申请实施例提供的测量方法，对航空发动机流道内掺入水相的总温进行测量，考虑测试裕度，设计热风洞内马赫数Ma变化范围为0.2-0.6，总温Tstd变化范围为100℃-350℃，以总温耙探头背对来流的形式测量热风洞内气流场的总温Tc，记录表格如下：
Figure BDA0003383971000000061
Figure BDA0003383971000000071
以马赫数Ma、总温Tc作为变量，以总温Tstd作为因变量，构建修正公式Tstd/Tck＝f(Tc/Tck,Ma)，其中，可选择Tck＝500℃；
在航空发动机流道截面上布置静压受感部、总压耙、总温耙如图3所示，Ps1～Ps8表示8处静压受感部测点，用以测量航空发动机流道内静压ps，①～⑧表示8处相间分布的总压耙、总温耙，总压耙、总温耙的实际数量及其安装位置可根据任务需求进行具体确定，总压耙用以测量航空发动机流道内总压pt，总温耙的探头背对航空发动机内来流测量航空发动机流道内总温Tc；
基于
Figure BDA0003383971000000072
计算得到航空发动机流道内马赫数Ma，其中，k为航空发动机流道内绝热系数，进而基于修改公式Tstd/Tck＝f(Tc/Tck,Ma)，计算得到航空发动机流道内总温Tstd，实现对航空发动机流道内总温Tstd的准确测量。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种含有水相气流场总温测量方法，其特征在于，包括：
改变不含有水相气流场的马赫数Ma、总温Tstd，以总温耙探头背对来流的形式测量不含有水相气流场的总温Tc，构建修正公式Tstd/Tck＝f(Tc/Tck,Ma)，其中，Tck为无量纲化参考温度；
测量含有水相气流场的马赫数Ma，以及，以总温耙探头背对来流的形式测量含有水相气流场总温Tc，基于修正公式Tstd/Tck＝f(Tc/Tck,Ma)，计算得到含有水相气流场总温Tstd。
2.根据权利要求1所述的含有水相气流场总温测量方法，其特征在于，
所述改变不含有水相气流场的马赫数Ma、总温Tstd，以总温耙探头背对来流的形式测量不含有水相气流场的总温Tc，具体为：
在热风洞中，改变不含有水相气流场的马赫数Ma、总温Tstd，以总温耙探头背对来流的形式测量不含有水相气流场的总温Tc。
3.根据权利要求1所述的含有水相气流场总温测量方法，其特征在于，
所述测量含有水相气流场的马赫数Ma，具体为：
测量含有水相气流场的静压ps；
测量含有水相气流场的总压pt；
计算含有水相气流场的马赫数
Figure FDA0003383970990000011
其中，
k为含有水相气流场的绝热系数。
4.根据权利要求3所述的含有水相气流场总温测量方法，其特征在于，
所述测量含有水相气流场的静压ps，具体为：
以静压受感部测量含有水相气流场的静压ps。
5.根据权利要求4所述的含有水相气流场总温测量方法，其特征在于，
所述测量含有水相气流场的总压pt，具体为：
以总压耙测量含有水相气流场的总压pt。
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