CN116658451B - 基于尾迹损失的核心机环境下压气机出口总压修正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及航空发动机技术领域，公开了基于尾迹损失的核心机环境下压气机出口总压修正方法，通过开展核心机试验将获得同一径向高度上第二出口总压平均值与对应径向高度上第一出口总压平均值的比值作为第一出口总压修正系数，以所有核心机试验获得的所有径向高度下第一出口总压恢复系数平均值作为实际出口总压修正系数，对实际测得的压气机出口总压进行修正，获得修正后的压气机出口总压值，可以获取准确的核心机环境下考虑尾迹损失的压气机压比特性，提升整机各部件的总体匹配精度。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机技术领域，公开了基于尾迹损失的核心机环境下压气机出口总压修正方法。
背景技术
核心机试验是航空发动机研制中的重要环节，核心机试验件通常包括扰流装置、中介机匣、高压压气机、燃烧室和高压涡轮以及排气机匣。相比常规压气机部件性能特性试验而言，核心机试验更能使压气机的工作条件模拟整机中的实际状态。
但由于核心机试验件结构紧凑，在空间受限的条件下获取更加准确的压气机部件特性就变得尤为困难。
发明内容
本发明的目的在于提供基于尾迹损失的核心机环境下压气机出口总压修正方法，可以获取准确的核心机环境下考虑尾迹损失的压气机压比特性，提升整机各部件的总体匹配精度。
为了实现上述技术效果，本发明采用的技术方案是：
基于尾迹损失的核心机环境下压气机出口总压修正方法，包括：
在压气机的出口截面设置多个周向分布的梳状探针，每个梳状探针设置有沿径向分布的多个第一总压测点；
在压气机的出口截面设置多个周向分布的耙状探针，每个耙状探针设置有沿周向分布的多个第二总压测点；
开展多次核心机试验，获得每次核心机试验的第一总压测点的第一出口总压，以及第二总压测点的第二出口总压；所述核心机包括沿气流方向依次设置的中介机匣、压气机、燃烧室和涡轮；
根据每个径向高度对应的第一总压测点的第一出口总压平均值，以及同一径向高度第二总压测点的第二出口总压平均值，计算对应径向高度的第一出口总压修正系数，所述第一出口总压修正系数为对应径向高度上第二出口总压平均值与第一出口总压平均值的比值；
以所有核心机试验获得的所有径向高度下第一出口总压恢复系数平均值作为实际出口总压修正系数，对待分析试验中梳状探针实际测得的压气机出口总压进行修正，获得修正后的压气机出口总压值；所述实际出口总压修正系数，其中/>为第/>次核心机试验下第/>径向高度对应第一出口总压修正系数，/>为开展的核心机试验总次数，/>为测试的不同径向高度的数量。
进一步地，每支所述梳状探针上的第一总压测点数量至少有三个，用于测量包含压气机叶片根部、中部和尖部对应径向高度的出口截面位置的第一出口总压。
进一步地，所述压气机的出口截面均分为至少三个扇形区域，且至少有三个扇形区域中每个区域设置有一个所述耙状探针。
进一步地，核心机试验至少开展三次。
进一步地，每次核心机试验时设置有耙状探针的扇形区域内的耙状探针的第二总压测点径向高度均不同。
进一步地，每支耙状探针沿周向有多个环向等间距的第二总压测点，每支耙状探针的第二总压测点至少覆盖1.7倍的压气机出口静子叶片的栅距。
与现有技术相比，本发明所具备的有益效果是：
本发明通过开展核心机试验将获得同一径向高度上第二出口总压平均值与对应径向高度上第一出口总压平均值的比值作为第一出口总压修正系数，以所有核心机试验获得的所有径向高度下第一出口总压恢复系数平均值作为实际出口总压修正系数，对实际测得的压气机出口总压进行修正，获得修正后的压气机出口总压值，可以获取准确的核心机环境下考虑尾迹损失的压气机压比特性，提升整机各部件的总体匹配精度。
附图说明
图1为实施例1或2中核心机的结构示意图；
图2为实施例1或2中第一次核心机试验时梳状探针和耙状探针在压气机出口截面分布示意图；
图3为实施例2中第二次核心机试验时梳状探针和耙状探针在压气机出口截面分布示意图；
图4为实施例2中第三次核心机试验时梳状探针和耙状探针在压气机出口截面分布示意图；
其中，1、压气机；2、出口截面；3、梳状探针；4、耙状探针；5、中介机匣；6、燃烧室；7、涡轮。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
参见图1、图2，基于尾迹损失的核心机环境下压气机出口总压修正方法，包括：
在压气机1的出口截面2设置多个周向分布的梳状探针3，每个梳状探针3设置有沿径向分布的多个第一总压测点；
在压气机1的出口截面2设置多个周向分布的耙状探针4，每个耙状探针4设置有沿周向分布的多个第二总压测点；
开展多次核心机试验，获得每次核心机试验的第一总压测点的第一出口总压，以及第二总压测点的第二出口总压；所述核心机包括沿气流方向依次设置的中介机匣5、压气机1、燃烧室6和涡轮7；
根据每个径向高度对应的第一总压测点的第一出口总压平均值，以及同一径向高度第二总压测点的第二出口总压平均值，计算对应径向高度的第一出口总压修正系数，所述第一出口总压修正系数为对应径向高度上第二出口总压平均值与第一出口总压平均值的比值；
以所有核心机试验获得的所有径向高度下第一出口总压恢复系数平均值作为实际出口总压修正系数，对待分析试验中梳状探针3实际测得的压气机1出口总压进行修正，获得修正后的压气机1出口总压值；所述实际出口总压修正系数，其中为第/>次核心机试验下第/>径向高度对应第一出口总压修正系数，/>为开展的核心机试验总次数，/>为测试的不同径向高度的数量。
核心机试验时，耙状探针4测的压力才是真实的考虑了尾迹损失的压力，但由于核心机试验件结构紧凑，在空间受限的条件下一般不会直接安装多个耙状探针4，且同一个工况的试验也不会开展多次试验去获取不同位置的根部、中部和尖部压力分布。因此在本实施例中，通过在压气机1的出口截面2设置多个梳状探针3和耙状探针4，梳状探针3上沿径向设置多个第一总压测点，用于测量压气机1的出口截面2不同径向高度的第一出口总压；多个耙状探针4设置于第一总压测点对应的径向高度上，且每个耙状探针4沿周向分布多个第二总压测点，用于测量压气机1的出口截面2多个径向高度以及同一径向高度多个周向位置的第二出口总压。计算同一径向高度上第二出口总压平均值与对应径向高度上第一出口总压平均值的比值作为第一出口总压修正系数，最后以所有核心机试验获得的所有径向高度下第一出口总压恢复系数平均值作为实际出口总压修正系数，后续核心机试验时可以仅通过梳状探针3测量出口总压值后，再根据实际出口总压修正系数对实际测得的压气机1出口总压进行修正，获得修正后的压气机1出口总压值，可以获取准确的核心机环境下考虑尾迹损失的压气机1压比特性，提升整机各部件的总体匹配精度。
本实施例中，每支所述梳状探针3上的第一总压测点数量至少有三个，用于测量包含压气机1叶片根部、中部和尖部对应径向高度的出口截面2位置的第一出口总压。本实施例中所述压气机1的出口截面2均分为至少三个扇形区域，且至少有三个扇形区域中每个区域设置有一个所述耙状探针4。每次核心机试验时设置有耙状探针4的扇形区域内的耙状探针4的第二总压测点径向高度均不同。
实施例2
为了使本申请实施目的、技术方案和优点更加清楚，对本申请的技术方案进行更加详细的描述，具体步骤如下：
步骤一：将压气机1的出口截面2均分为四个扇形区域，分别为A区、B区、C区和D区；
步骤二、在压气机1的出口截面2的A区、B区、C区内分别设置一个梳状探针3，且三个梳状探针3沿压气机1的出口截面2周向分布，每个梳状探针3设置有沿径向分布的三个第一总压测点，三个第一总压测点分别位于压气机1叶片根部、中部和尖部对应径向高度的出口截面2位置，用于测量压气机1叶片根部、中部和尖部对应径向高度的出口截面2位置的第一出口总压。
步骤三、在压气机1的出口截面2B区、C区和D区分别设置一个耙状探针4，每个耙状探针4设置有沿周向分布的多个第二总压测点；每支耙状探针4沿周向有多个等间距的第二总压测点，可以覆盖至少1.7倍的压气机1出口静子叶片的栅距，确保测得的压力能够覆盖一个静子叶片的栅距压力变化分布形式，从而保证获得的实际出口总压修正系数的准确性。
步骤四、开展三次核心机试验，获得每次核心机试验的第一总压测点的第一出口总压，以及第二总压测点的第二出口总压；如图1，所述核心机包括沿气流方向依次设置的中介机匣5、压气机1、燃烧室6和涡轮7。每次核心机试验时三支梳状探针3及三支耙状探针4相对压气机1出口静子叶片的周向分布下：
如图2所示第一次核心机试验时，保持三个梳状探针3位置不变，B区耙状探针4位于压气机1叶片尖部对应径向高度位置，C区耙状探针4位于压气机1叶片中部对应径向高度位置，D区耙状探针4位于压气机1叶片根部对应径向高度位置；
如图3所示第二次核心机试验时，保持三个梳状探针3位置不变，B区耙状探针4位于压气机1叶片根部对应径向高度位置，C区耙状探针4位于压气机1叶片尖部对应径向高度位置，D区耙状探针4位于压气机1叶片中部对应径向高度位置；
如图4所示第三次核心机试验时，保持三个梳状探针3位置不变，B区耙状探针4位于压气机1叶片中部对应径向高度位置，C区耙状探针4位于压气机1叶片根部对应径向高度位置，D区耙状探针4位于压气机1叶片尖部对应径向高度位置。
步骤四、根据第次核心机试验下第/>径向高度的第一总压测点的第一出口总压平均值/>，以及第/>次核心机试验下第/>径向高度的第二总压测点的第二出口总压平均值，计算对应径向高度的第一出口总压修正系数/>，/>=1、2、3，/>=1表示第一次核心机试验，/>=2表示第二次核心机试验，/>=3表示第三次核心机试验；/>=1、2、3，/>=1表示径向高度为尖部，/>=2表示径向高度为中部，/>=3表示径向高度为根部。
步骤五、以所有核心机试验获得的所有径向高度下第一出口总压恢复系数平均值作为实际出口总压修正系数，对待分析试验中梳状探针3实际测得的压气机1出口总压进行修正，获得修正后的压气机1出口总压值；所述实际出口总压修正系数，其中/>为第/>次核心机试验下第/>径向高度对应第一出口总压修正系数，/>为开展的核心机试验总次数，/>为测试的不同径向高度的数量。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.基于尾迹损失的核心机环境下压气机出口总压修正方法，其特征在于，包括：
在压气机的出口截面设置多个周向分布的梳状探针，每个梳状探针设置有沿径向分布的多个第一总压测点；
在压气机的出口截面设置多个周向分布的耙状探针，每个耙状探针设置有沿周向分布的多个第二总压测点；
开展多次核心机试验，获得每次核心机试验的第一总压测点的第一出口总压，以及第二总压测点的第二出口总压；所述核心机包括沿气流方向依次设置的中介机匣、压气机、燃烧室和涡轮；
根据每个径向高度对应的第一总压测点的第一出口总压平均值，以及同一径向高度第二总压测点的第二出口总压平均值，计算对应径向高度的第一出口总压修正系数，所述第一出口总压修正系数为对应径向高度上第二出口总压平均值与第一出口总压平均值的比值；
以所有核心机试验获得的所有径向高度下第一出口总压恢复系数平均值作为实际出口总压修正系数，对待分析试验中梳状探针实际测得的压气机出口总压进行修正，获得修正后的压气机出口总压值；所述实际出口总压修正系数，其中/>为第/>次核心机试验下第/>径向高度对应第一出口总压修正系数，/>为开展的核心机试验总次数，为测试的不同径向高度的数量。
2.根据权利要求1所述的基于尾迹损失的核心机环境下压气机出口总压修正方法，其特征在于，每支所述梳状探针上的第一总压测点数量至少有三个，用于测量包含压气机叶片根部、中部和尖部对应径向高度的出口截面位置的第一出口总压。
3.根据权利要求2所述的基于尾迹损失的核心机环境下压气机出口总压修正方法，其特征在于，所述压气机的出口截面均分为至少三个扇形区域，且至少有三个扇形区域中每个区域设置有一个所述耙状探针。
4.根据权利要求2所述的基于尾迹损失的核心机环境下压气机出口总压修正方法，其特征在于，核心机试验至少开展三次。
5.根据权利要求4所述的基于尾迹损失的核心机环境下压气机出口总压修正方法，其特征在于，每次核心机试验时设置有耙状探针的扇形区域内的耙状探针的第二总压测点径向高度均不同。
6.根据权利要求1所述的基于尾迹损失的核心机环境下压气机出口总压修正方法，其特征在于，每支耙状探针沿周向有多个环向等间距的第二总压测点，每支耙状探针的第二总压测点至少覆盖1.7倍的压气机出口静子叶片的栅距。
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