CN116718385B - 一种核心机环境下中介机匣总压恢复系数确定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及航空发动机技术领域，公开了一种核心机环境下中介机匣总压恢复系数确定方法，通过获得中介机匣进口总压径向分布，采用算术平均获取中介机匣进口总压代表值，并获取不同径向高度与平均总压的修正系数，获得出口截面第一出口总压值、第二出口总压值、第三出口总压值、第四出口总压特征值和第五出口总压特征值的平均值作为出口总压平均值，进而计算出口总压平均值与进口总压代表值的比值，得到核心机环境下中介机匣的总压恢复系数。获得的中介机匣总压恢复系数包含了核心机环境下中介机匣的总压恢复系数特性，数据准确可靠，可提升核心机各部件的总体匹配精度。

Description

一种核心机环境下中介机匣总压恢复系数确定方法
技术领域
本发明涉及航空发动机技术领域，公开了一种核心机环境下中介机匣总压恢复系数确定方法。
背景技术
核心机是发动机的核心部件，通常可包括扰流装置、中介机匣、高压压气机、燃烧室和高压涡轮以及排气机匣。为了得到核心机各部件的良好匹配关系，需要得到各部件在核心机环境下的准确的特性曲线。
对于中介机匣，总压恢复系数是其最重要的性能参数。由于核心机环境下的结构空间小，传统的核心机试验中难以对中介机匣的支板尾迹流场进行详细测量，通常采用单独的中介机匣部件吹风试验数据来获取中介机匣的总压恢复系数特性，但是由于进口条件、硬件状态、测试差异等，单独的吹风试验数据获取的总压恢复系数与实际核心机环境的总压恢复系数存在明显差异，影响了实际的核心机中各部件的性能匹配。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核心机环境下中介机匣总压恢复系数确定方法，获得的中介机匣总压恢复系数包含了核心机环境下中介机匣的总压恢复系数特性，数据准确可靠，可提升核心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：
一种核心机环境下中介机匣总压恢复系数确定方法，包括：
在核心机试验条件下获取中介机匣内流道出口位置的第一出口总压值、中介机匣外流道出口位置的第二出口总压值以及中介机匣出口中部位置的第三出口总压值；
在核心机试验条件下获取中介机匣进口截面位置的第一进口总压值、第二进口总压值、第三进口总压值、第四进口总压值和第五进口总压值，其中第一进口总压值与第一出口总压值相对径向高度系数相等，第二进口总压值与第二出口总压值相对径向高度系数相等，第三进口总压值与第三出口总值的相对径向高度系数相等；第四进口总压值的径向高度位置位于第一进口总压值与第三进口总压值的径向高度之间，第五进口总压值的径向高度位于第二进口总压值与第三进口总压值的径向高度之间；
分析获得中介机匣进口截面五个进口总压值的平均值，得到中介机匣进口总压代表值；分析获得中介机匣出口截面三个出口总压值的平均值，得到出口总压代表值；
计算第四进口总压值的修正系数以及第五进口总压的修正系数/>，其中，/>为第一进口总压值，/>为第二进口总压值，/>为第三进口总压值，/>为第四进口总压值，/>为第五进口总压值；
根据出口总压代表值、第四进口总压值的修正系数、第五进口总压值的修正系数，分别计算与第四进口总压值相同相对径向高度系数的第四出口总压特征值，以及与第五进口总压值相同相对径向高度系数的第五出口总压特征值；
计算第一出口总压值、第二出口总压值、第三出口总压值、第四出口总压特征值和第五出口总压特征值的平均值，得到出口总压平均值；
获取出口总压平均值与进口总压代表值的比值作为中介机匣的总压恢复系数。
进一步地，核心机试验条件下，获取第一出口总压值的第一出口总压测点设置于靠近中介机匣内流道位置，获取第二出口总压值的第二出口总压测点设置于靠近中介机匣外流道位置，获取第三出口总压值的第三出口总压测点设置于中介机匣出口中部位置对应的静子导叶上。
进一步地，获取第一进口总压值的第一进口总压测点位于与第一出口总压测点相对径向高度系数相等的位置，获取第二进口总压值的第二进口总压测点位于与第二出口总压测点相对径向高度系数相等的位置，获取第三进口总压值的第三进口总压测点位于与第三出口总压测点相对径向高度系数相等的位置。
进一步地，获取第四进口总压值的第四进口总压测点位于第一进口总压测点和第三进口总压测点之间，获取第五进口总压值的第五进口总压测点位于第二进口总压测点和第三进口总压测点之间；且所有相邻两个进口总压测点之间的第一环面面积均相等，第一进口总压测点与内流道之间的环面面积、第二进口总压测点与外流道之间的环面面积相等且为第一环面面积的一半。
进一步地，第一进口总压值、第二进口总压值、第三进口总压值、第四进口总压值和第五进口总压值对应的进口总压测点位置相对径向高度系数，其中/>为第/>进口总压值对应的进口总压测点径向高度，/>为进口总压测点截面内流道径向高度，/>为进口总压测点截面外流道径向高度。
进一步地，第四出口总压特征值按照式/>计算获得，第五出口总压特征值/>按照式/>计算获得，其中/>为出口总压代表值。
与现有技术相比，本发明所具备的有益效果是：
本发明通过获得中介机匣进口总压径向分布，采用算术平均获取中介机匣进口总压代表值，并获取不同径向高度与平均总压的修正系数，获得出口截面第一出口总压值、第二出口总压值、第三出口总压值、第四出口总压特征值和第五出口总压特征值的平均值作为出口总压平均值，进而计算出口总压平均值与进口总压代表值的比值，得到核心机环境下中介机匣的总压恢复系数。获得的中介机匣总压恢复系数包含了核心机环境下中介机匣的总压恢复系数特性，数据准确可靠，可提升核心机各部件的总体匹配精度。
附图说明
图1为实施例中核心机环境下中介机匣总压恢复系数确定方法流程图；
图2为实施例中进出口截面总压测点分布示意图；
其中，1、中介机匣；2、内流道；3、外流道；4、第一出口总压测点；5、第二出口总压测点；6、第三出口总压测点；7、静子导叶；8、第一进口总压测点；9第二进口总压测点；10、第三进口总压测点；11、第四进口总压测点；12、第五进口总压测点。
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2，一种核心机环境下中介机匣总压恢复系数确定方法，包括：
在核心机试验条件下获取中介机匣1内流道2出口位置的第一出口总压值、中介机匣1外流道3出口位置的第二出口总压值以及中介机匣1出口中部位置的第三出口总压值；
在核心机试验条件下获取中介机匣1进口截面位置的第一进口总压值、第二进口总压值、第三进口总压值、第四进口总压值和第五进口总压值，其中第一进口总压值与第一出口总压值相对径向高度系数相等，第二进口总压值与第二出口总压值相对径向高度系数相等，第三进口总压值与第三出口总值的相对径向高度系数相等；第四进口总压值的径向高度位置位于第一进口总压值与第三进口总压值的径向高度之间，第五进口总压值的径向高度位于第二进口总压值与第三进口总压值的径向高度之间；
分析获得中介机匣1进口截面五个进口总压值的平均值，得到中介机匣1进口总压代表值；分析获得中介机匣1出口截面三个出口总压值的平均值，得到出口总压代表值；
计算第四进口总压值的修正系数以及第五进口总压的修正系数/>，其中，/>为第一进口总压值，/>为第二进口总压值，/>为第三进口总压值，/>为第四进口总压值，/>为第五进口总压值；
根据出口总压代表值、第四进口总压值的修正系数、第五进口总压值的修正系数，分别计算与第四进口总压值相同相对径向高度系数的第四出口总压特征值，以及与第五进口总压值相同相对径向高度系数的第五出口总压特征值；
计算第一出口总压值、第二出口总压值、第三出口总压值、第四出口总压特征值和第五出口总压特征值的平均值，得到出口总压平均值；
获取出口总压平均值与进口总压代表值的比值作为中介机匣1的总压恢复系数。
由于核心机环境下的结构空间小，传统的核心机试验时中介机匣1出口测点布置困难且存在测点损坏等潜在危险，在本实施例中，通过获得中介机匣1进口总压径向分布，采用算术平均获取中介机匣1进口总压代表值，并获取不同径向高度与平均总压的修正系数。在中介机匣1出口截面，获得内流道2根部径向位置的第一出口总压值、外流道3尖部径向位置的第二出口总压值、中间径向高度位置的第三出口总压值及这三个出口总压值的平均值，作为出口总压代表值。最后根据进口不同径向高度的总压修正系数计算与第四进口总压值相同相对径向高度系数的第四出口总压特征值，以及与第五进口总压值相同相对径向高度系数的第五出口总压特征值。最后计算第一出口总压值、第二出口总压值、第三出口总压值、第四出口总压特征值和第五出口总压特征值的平均值作为出口总压平均值，进而计算出口总压平均值与进口总压代表值的比值，得到核心机环境下中介机匣1的总压恢复系数，便于在后续实际试验时通过标定获取的中介机匣1恢复系数和测量获得的中介机匣1进口总压，分析得到中介机匣1出口总压，而且本实施例中获得的中介机匣1总压恢复系数包含了核心机环境下中介机匣1的总压恢复系数特性，数据准确可靠，可提升核心机各部件的总体匹配精度。
本实施例中核心机试验条件下，获取第一出口总压值的第一出口总压测点4设置于靠近中介机匣1内流道2位置，获取第二出口总压值的第二出口总压测点5设置于靠近中介机匣1外流道3位置，获取第三出口总压值的第三出口总压测点6设置于中介机匣1出口中部位置对应的静子导叶7上。获取第一进口总压值的第一进口总压测点8位于与第一出口总压测点4相对径向高度系数相等的位置，获取第二进口总压值的第二进口总压测点9位于与第二出口总压测点5相对径向高度系数相等的位置，获取第三进口总压值的第三进口总压测点10位于与第三出口总压测点6相对径向高度系数相等的位置。获取第四进口总压值的第四进口总压测点11位于第一进口总压测点8和第三进口总压测点10之间，获取第五进口总压值的第五进口总压测点12位于第二进口总压测点9和第三进口总压测点10之间；且所有相邻两个进口总压测点之间的第一环面面积均相等，第一进口总压测点8与内流道2之间的环面面积、第二进口总压测点9与外流道3之间的环面面积相等且为第一环面面积的一半，本实施例中限定相邻两个进口总压测点之间环面面积相等，靠近内环外环的测点对称分布，可以确保进口总压测量值的算数平均能够代表进口总压平均值，否则需要先进行面积平均再换算进口总压平均值。
本实施例中，第一进口总压值、第二进口总压值、第三进口总压值、第四进口总压值和第五进口总压值对应的进口总压测点位置相对径向高度系数，其中/>为第进口总压值对应的进口总压测点径向高度，/>为进口总压测点截面内流道2径向高度，/>为进口总压测点截面外流道3径向高度。同理，进口总压测点位置相对径向高度系数按照出口位置截面内流道2径向高度、外流道3径向高度以及对应测点位置径向高度进行计算。
本实施例中，第四出口总压特征值按照式/>计算获得，第五出口总压特征值/>按照式/>计算获得，其中/>为出口总压代表值。
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)

1.一种核心机环境下中介机匣总压恢复系数确定方法，其特征在于，包括：
在核心机试验条件下获取中介机匣内流道出口位置的第一出口总压值、中介机匣外流道出口位置的第二出口总压值以及中介机匣出口中部位置的第三出口总压值；
在核心机试验条件下获取中介机匣进口截面位置的第一进口总压值、第二进口总压值、第三进口总压值、第四进口总压值和第五进口总压值，其中第一进口总压值与第一出口总压值相对径向高度系数相等，第二进口总压值与第二出口总压值相对径向高度系数相等，第三进口总压值与第三出口总值的相对径向高度系数相等；第四进口总压值的径向高度位置位于第一进口总压值与第三进口总压值的径向高度之间，第五进口总压值的径向高度位于第二进口总压值与第三进口总压值的径向高度之间；
分析获得中介机匣进口截面五个进口总压值的平均值，得到中介机匣进口总压代表值；分析获得中介机匣出口截面三个出口总压值的平均值，得到出口总压代表值；
计算第四进口总压值的修正系数以及第五进口总压的修正系数，其中，/>为第一进口总压值，/>为第二进口总压值，/>为第三进口总压值，/>为第四进口总压值，/>为第五进口总压值；
根据出口总压代表值、第四进口总压值的修正系数、第五进口总压值的修正系数，分别计算与第四进口总压值相同相对径向高度系数的第四出口总压特征值，以及与第五进口总压值相同相对径向高度系数的第五出口总压特征值；
计算第一出口总压值、第二出口总压值、第三出口总压值、第四出口总压特征值和第五出口总压特征值的平均值，得到出口总压平均值；
获取出口总压平均值与进口总压代表值的比值作为中介机匣的总压恢复系数。
2.根据权利要求1所述的核心机环境下中介机匣总压恢复系数确定方法，其特征在于，核心机试验条件下，获取第一出口总压值的第一出口总压测点设置于靠近中介机匣内流道位置，获取第二出口总压值的第二出口总压测点设置于靠近中介机匣外流道位置，获取第三出口总压值的第三出口总压测点设置于中介机匣出口中部位置对应的静子导叶上。
3.根据权利要求2所述的核心机环境下中介机匣总压恢复系数确定方法，其特征在于，获取第一进口总压值的第一进口总压测点位于与第一出口总压测点相对径向高度系数相等的位置，获取第二进口总压值的第二进口总压测点位于与第二出口总压测点相对径向高度系数相等的位置，获取第三进口总压值的第三进口总压测点位于与第三出口总压测点相对径向高度系数相等的位置。
4.根据权利要求3所述的核心机环境下中介机匣总压恢复系数确定方法，其特征在于，获取第四进口总压值的第四进口总压测点位于第一进口总压测点和第三进口总压测点之间，获取第五进口总压值的第五进口总压测点位于第二进口总压测点和第三进口总压测点之间；且所有相邻两个进口总压测点之间的第一环面面积均相等，第一进口总压测点与内流道之间的环面面积、第二进口总压测点与外流道之间的环面面积相等且为第一环面面积的一半。
5.根据权利要求1所述的核心机环境下中介机匣总压恢复系数确定方法，其特征在于，第一进口总压值、第二进口总压值、第三进口总压值、第四进口总压值和第五进口总压值对应的进口总压测点位置相对径向高度系数，其中/>为第/>进口总压值对应的进口总压测点径向高度，/>为进口总压测点截面内流道径向高度，/>为进口总压测点截面外流道径向高度。
6.根据权利要求1所述的核心机环境下中介机匣总压恢复系数确定方法，其特征在于，第四出口总压特征值按照式/>计算获得，第五出口总压特征值/>按照式计算获得，其中/>为出口总压代表值。
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