CN208399148U - 一种气冷总压探针及燃烧室出口高温燃气总压测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种气冷总压探针及燃烧室出口高温燃气总压测试系统。所述气冷总压探针包括接嘴、进气支杆、安装座以及气冷探头；进气支杆上设置有进气孔；气冷探头包括探头壳体以及感应测试装置，感应测试装置安装在探头壳体内，感应测试装置具有感应测点，感应测点在探头壳体的一个面上裸露，探头壳体的设置有感应测点的面称为迎风面，其他面称为非迎风面；一个或多个非迎风面上设置有沿所述探头壳体表面向探头壳体内部倾斜延伸的气模孔；安装座内设置有进气通道；气模孔通过进气通道与进气孔连通。本申请的气冷总压探针具有如下优点：冷却气与燃烧室进口的高压空气来自于同一气源，实现了冷却气压力与燃烧室工作状态的联调。
Description
技术领域
本实用新型涉及航空发动机技术领域，特别是涉及一种气冷总压探针及燃烧室出口高温燃气总压测试系统。
背景技术
燃烧室是航空发动机三大核心部件之一，主要功能是将来自压气机的高压空气与燃料混合后燃烧，排出的高温高压燃气驱动涡轮做功。燃烧室试验是研究其性能的主要手段，而燃烧室出口的燃气流场具有高温(可达2000K以上)高压(可达3.5MPa以上)的特点，这对燃烧室出口测试探针的设计提出了很高的要求。
对主燃烧室出口压力场的测量是评价燃烧室压力损失的主要手段，在高温燃气环境下对燃烧室压力场的测量具有较多的难点：总压探针在恶劣的工作环境中要有足够的强度和可靠性；具有有效的冷却结构；还要有足够的测量精度。
燃烧室高温高压试验的压力探针现有的技术方案主要有两种：
1.直排式水冷探针。该结构探针的感压部件为球窝式测压孔。冷却介质为高压水，具体冷却方式为从外部引高压冷却水进入探头内部，通过对流换热对探头的壳体进行冷却，最后冷却水由位于探头尾缘的排水孔排入试验件的流道；
2.内循环式水冷探针。该结构探针的感压部件也为球窝式测压孔。冷却介质为高压水，具体冷却方式为从外部引高压冷却水进入探头内部，通过对流换热对探头壳体冷却，在内部完成一次循环后，冷却水从与进水口并列的出水口排出到试验件的外部。
1.直排式水冷探针的缺点为：
①由于冷却水和燃烧室的试验状态很难做到联调，所以在试验状态较低的情况下，冷却水的压力和流量不能迅速随之降低，这就造成了探头壳体局部因为压力过大形成过载，增加了探头结构损坏的风险；
②在低试验状态下，由于燃烧室出口温度较低，使得排入流道内部的冷却水无法及时气化以及局部回流的现象，有可能对燃烧室的性能造成不利影响。
2.内循环式水冷探针的缺点：
①由于冷却水和燃烧室的试验状态很难做到联调，所以在试验状态较低的情况下，冷却水的压力和流量不能迅速随之降低，这就造成了探头壳体局部因为压力过大形成过载，增加了探头结构损坏的风险；
②为了避免将过量的冷却水直接排入试验器的内流道，探针和试验器需要增加额外的排水系统将冷却水排出，这就增加了探针结构和试验器的复杂程度，提高的使用和维护的成本。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种气冷总压探针来克服或至少减轻现有技术的中的至少一个上述缺陷。
为实现上述目的，本实用新型提供一种气冷总压探针，用于燃烧室出口高温燃气总压测试装置；所述气冷总压探针包括接嘴、进气支杆、安装座以及气冷探头；其中，
所述接嘴安装在所述进气支杆上；
所述进气支杆安装在所述安装座上，所述进气支杆上设置有进气孔；
所述气冷探头与所述安装座连接；
所述气冷探头包括探头壳体以及感应测试装置，所述感应测试装置安装在所述探头壳体内，所述感应测试装置具有感应测点，所述感应测点在所述探头壳体的一个面上裸露，所述感应测点用于检测气流，所述探头壳体的设置有感应测点的面称为迎风面，其他面称为非迎风面；
所述探头壳体的一个或多个非迎风面上设置有沿所述探头壳体表面向探头壳体内部倾斜延伸的气模孔；
所述安装座内设置有进气通道；
所述气模孔通过所述进气通道与所述进气孔连通。
优选地，所述探头壳体的迎风面与一个或多个非迎风面临近，所述一个或多个非迎风面的近所述迎风面的位置上的气模孔的直径大于所述非迎风面上的其他位置的气模孔的直径。
优选地，所述气模孔的倾斜角度为20°至90°。
优选地，所述气模孔的倾斜方向能够防止所述感应测点检测的气流流入所述气模孔。
优选地，所述安装座内设置有流量传感器。
优选地，所述安装座内设置有温度传感器。
优选地，所述接嘴的数量为多个，每个接嘴独立安装在所述进气支杆上。
本申请还提供了一种燃烧室出口高温燃气总压测试系统，所述燃烧室出口高温燃气总压测试系统包括燃烧室出口高温燃气总压测试装置以及如上所述气冷总压探针，所述气冷总压探针安装在所述燃烧室出口高温燃气总压测试装置内。
优选地，所述气冷总压探针中的安装座固定在燃烧室出口高温燃气总压测试装置的出口测量段上；
气冷探头位于燃烧室出口的流道内；
所述接嘴用于与上位采集系统连接；其中，
所述迎风面上的感压测点用于感受滞止在迎风面上的燃气的总压，再经接嘴将压力传递至上位采集系统；
所述进气支杆位于测量段的冷气腔内，将冷却气引入气冷探头。
本申请的气冷总压探针具有如下优点：
1、冷却气与燃烧室进口的高压空气来自于同一气源(从进气孔进入)，实现了冷却气压力与燃烧室工作状态的联调。避免了冷却介质与燃烧室出口燃气气动参数不同步变化而引入的探针壳体局部应力过载和过冷却的情况；
2、当本申请的气冷总压探针使用时，燃烧室本身有约5％压力损失的固有特性，利用燃烧室的这个特性能够实现以来自燃烧室进口的低温高压空气冷却安装在出口的探针；
3.直排式冷却结构不需要试验器增加额外的排水或排气系统，简化试验器结构，降低成本。
附图说明
图1是根据本实用新型第一实施例的气冷总压探针的结构示意图。
图2是图1所示的气冷总压探针安装在燃烧室出口高温燃气总压测试装置上的结构示意图。
附图标记：
| 1 | 接嘴 | 41 | 非迎风面 |
| 2 | 进气支杆 | 411 | 气模孔 |
| 3 | 安装座 | 7 | 出口测量段 |
| 4 | 气冷探头 | 9 | 冷气腔 |
| 5 | 感应测试装置 |
具体实施方式
为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
图1是根据本实用新型第一实施例的气冷总压探针的结构示意图。
图2是图1所示的气冷总压探针安装在燃烧室出口高温燃气总压测试装置上的结构示意图。
如图1及图2所示的气冷总压探针用于燃烧室出口高温燃气总压测试装置。
参见图1，在本实施例中，气冷总压探针包括接嘴1、进气支杆2、安装座3以及气冷探头4；其中，接嘴1安装在进气支杆2上；进气支杆2安装在安装座3上，进气支杆2上设置有进气孔；气冷探头4与安装座3连接；
气冷探头4包括探头壳体以及感应测试装置5，感应测试装置5安装在探头壳体内，感应测试装置5具有感应测点，感应测点在探头壳体的一个面上裸露，感应测点用于检测气流，探头壳体的设置有感应测点的面称为迎风面，其他面称为非迎风面；探头壳体的一个或多个非迎风面41上设置有沿探头壳体表面向探头壳体内部倾斜延伸的气模孔411；安装座内设置有进气通道；气模孔411通过进气通道与进气孔连通。
本申请的气冷总压探针具有如下优点：
1、冷却气与燃烧室进口的高压空气来自于同一气源(从进气孔进入)，实现了冷却气压力与燃烧室工作状态的联调。避免了冷却介质与燃烧室出口燃气气动参数不同步变化而引入的探针壳体局部应力过载和过冷却的情况；
2、当本申请的气冷总压探针使用时，燃烧室本身有约5％压力损失的固有特性，利用燃烧室的这个特性能够实现以来自燃烧室进口的低温高压空气冷却安装在出口的探针；
3.直排式冷却结构不需要试验器增加额外的排水或排气系统，简化试验器结构，降低成本。
参见图1，探头壳体的迎风面与一个或多个非迎风面41临近，一个或多个非迎风面41的近迎风面的位置上的气模孔的直径大于非迎风面上的其他位置的气模孔的直径。
可以理解的是，探头壳体的迎风面与一个或多个非迎风面41临近是根据探头壳体的形状决定的。参见图1，在本实施例中，探头壳体是个立方体，根据立方体的结构特性可以知道，立方体的任意一个面均与另外四个面接触。
因此，在本实施例中，探头壳体的迎风面与四个非迎风面41临近。
参见图1，在本实施例能看到其中一个非迎风面41，该非迎风面41具有多个气模孔，多个气模孔纵横排列，从而形成具有多排以及多列的阵列式排列。
从图1中可以看出，最右侧一排的气模孔的直径相对于其他排都大。
采用这种结构，可以通过增加迎风面附近气膜孔尺寸的方式来增大流经迎风面的冷却气的流量，从而在气冷探头(4)内部增加冷却气与壳体的换热量来冷却迎风面。
在本实施例中，气模孔的倾斜角度为45°。可以理解的是，气模孔的倾斜角度可以在20°至90°之间进行调整。采用这种结构，由于空气比水的导热系数要低得多，因此本实用新型中采用了强制对流换热和更高效的气膜冷却结合的冷却技术，并采用与冷却探头壁面成20°到90°倾角的冷气孔使冷却气能够更好地贴合在壁面上。
在本实施例中，气模孔的倾斜方向能够防止所述感应测点检测的气流流入气模孔。
举例来说，气模孔的倾斜方向可以朝向气流来流方向相反的方向或者垂直于气流来流的方向。
有利的是，在一个备选实施例中，所述安装座内设置有流量传感器。通过流量传感器可以知道冷却气的流量情况，防止各个进气孔或者气模孔或者进气通道堵塞而使用者却无法知情。
有利的是，在一个备选实施例中，安装座内设置有温度传感器。通过温度传感器可以实时监测安装座内的温度，从而了解整个气冷总压探针的温度。
参见图1，在本实施例中，接嘴的数量为多个，每个接嘴独立安装在进气支杆上。
参见图2，本申请还提供了一种燃烧室出口高温燃气总压测试系统，所述燃烧室出口高温燃气总压测试系统包括燃烧室出口高温燃气总压测试装置以及如上所述气冷总压探针，所述气冷总压探针安装在所述燃烧室出口高温燃气总压测试装置内。
在本实施例中，气冷总压探针中的安装座3固定在燃烧室出口高温燃气总压测试装置的出口测量段7上；
气冷探头4位于燃烧室出口的流道内；
接嘴1用于与上位采集系统连接；其中，
迎风面上的感压测点用于感受滞止在迎风面上的燃气的总压，再经接嘴将压力传递至上位采集系统；
进气支杆位于测量段的冷气腔9内，将冷却气引入气冷探头。
采用这种结构具有如下优点：
1、冷却气与燃烧室进口的高压空气来自于同一气源(从进气孔进入)，实现了冷却气压力与燃烧室工作状态的联调。避免了冷却介质与燃烧室出口燃气气动参数不同步变化而引入的探针壳体局部应力过载和过冷却的情况；
2、当本申请的气冷总压探针使用时，燃烧室本身有约5％压力损失的固有特性，利用燃烧室的这个特性能够实现以来自燃烧室进口的低温高压空气冷却安装在出口的探针；
3.直排式冷却结构不需要试验器增加额外的排水或排气系统，简化试验器结构，降低成本。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种气冷总压探针，用于燃烧室出口高温燃气总压测试装置；其特征在于，所述气冷总压探针包括接嘴(1)、进气支杆(2)、安装座(3)以及气冷探头(4)；其中，
所述接嘴(1)安装在所述进气支杆(2)上；
所述进气支杆(2)安装在所述安装座(3)上，所述进气支杆(2)上设置有进气孔；
所述气冷探头(4)与所述安装座(3)连接；
所述气冷探头(4)包括探头壳体以及感应测试装置(5)，所述感应测试装置(5)安装在所述探头壳体内，所述感应测试装置(5)具有感应测点，所述感应测点在所述探头壳体的一个面上裸露，所述感应测点用于检测气流，所述探头壳体的设置有感应测点的面称为迎风面，其他面称为非迎风面；
所述探头壳体的一个或多个非迎风面(41)上设置有沿所述探头壳体表面向探头壳体内部倾斜延伸的气模孔(411)；
所述安装座内设置有进气通道；
所述气模孔(411)通过所述进气通道与所述进气孔连通。
2.如权利要求1所述的气冷总压探针，其特征在于，所述探头壳体的迎风面与一个或多个非迎风面(41)临近，所述一个或多个非迎风面(41)的近所述迎风面的位置上的气模孔的直径大于所述非迎风面上的其他位置的气模孔的直径。
3.如权利要求1所述的气冷总压探针，其特征在于，所述气模孔的倾斜角度为20°至90°。
4.如权利要求1所述的气冷总压探针，其特征在于，所述气模孔的倾斜方向能够防止所述感应测点检测的气流流入所述气模孔。
5.如权利要求1所述的气冷总压探针，其特征在于，所述安装座内设置有流量传感器。
6.如权利要求1所述的气冷总压探针，其特征在于，所述安装座内设置有温度传感器。
7.如权利要求1所述的气冷总压探针，其特征在于，所述接嘴的数量为多个，每个接嘴独立安装在所述进气支杆上。
8.一种燃烧室出口高温燃气总压测试系统，其特征在于，所述燃烧室出口高温燃气总压测试系统包括燃烧室出口高温燃气总压测试装置以及如权利要求1至7中任意一项所述气冷总压探针，所述气冷总压探针安装在所述燃烧室出口高温燃气总压测试装置内。
9.如权利要求8所述的燃烧室出口高温燃气总压测试系统，其特征在于，所述气冷总压探针中的安装座(3)固定在燃烧室出口高温燃气总压测试装置的出口测量段(7)上；
气冷探头(4)位于燃烧室出口的流道内；
所述接嘴(1)用于与上位采集系统连接；其中，
所述迎风面上的感压测点用于感受滞止在迎风面上的燃气的总压，再经接嘴将压力传递至上位采集系统；
所述进气支杆位于测量段的冷气腔(9)内，将冷却气引入气冷探头。
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| CN201821148031.1U CN208399148U (zh) | 2018-07-19 | 2018-07-19 | 一种气冷总压探针及燃烧室出口高温燃气总压测试系统 |
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|---|---|
| CN (1) | CN208399148U (zh) |
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN111947830A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-17 | 中国航发贵阳发动机设计研究所 | 一种航空发动机主燃烧室高温动态压力探针结构 |
| CN113504051A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-10-15 | 四川大学 | 一种气、水复合冷却可视化探针结构 |
| CN115356113A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-11-18 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种发动机中压气机出口温度和压力测量装置 |
| CN115371999A (zh) * | 2022-10-24 | 2022-11-22 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种高温高压试验中进口流场参数测量装置 |
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2018
- 2018-07-19 CN CN201821148031.1U patent/CN208399148U/zh active Active
Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| CN111947830A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-17 | 中国航发贵阳发动机设计研究所 | 一种航空发动机主燃烧室高温动态压力探针结构 |
| CN113504051A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-10-15 | 四川大学 | 一种气、水复合冷却可视化探针结构 |
| CN115356113A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-11-18 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种发动机中压气机出口温度和压力测量装置 |
| CN115356113B (zh) * | 2022-09-01 | 2024-04-19 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种发动机中压气机出口温度和压力测量装置 |
| CN115371999A (zh) * | 2022-10-24 | 2022-11-22 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种高温高压试验中进口流场参数测量装置 |
| CN115371999B (zh) * | 2022-10-24 | 2023-03-24 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种高温高压试验中进口流场参数测量装置 |
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